producción de biofertilizantes mediante biodigestión de excreta liquida de cerdo
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8/13/2019 Produccin de biofertilizantes mediante biodigestin de excreta liquida de cerdo
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Red de Revistas Cientficas de Amrica Latina, el Caribe, Espaa y Portugal
Sistema de Informacin Cientfica
Manuel de Jess Soria Fregoso, Ronald Ferrera Cerrato, Jorge Etchevers Barra, Gabriel Alcntar Gonzlez,Jos Trinidad Santos, Lizette Borges Gmez, Gaspar Pereyda Prez
Produccin de biofertilizantes mediante biodigestin de excreta liquida de cerdo
Terra Latinoamericana, vol. 19, nm. 4, octubre-diciembre, 2001, pp. 353-362,
Sociedad Mexicana de la Ciencia del Suelo, A.C.
Mxico
Cmo citar? Fascculo completo Ms informacin del artculo Pgina de la revista
Terra Latinoamericana,
ISSN (Versin impresa): 1870-9982
terra@correo.chapingo.mx
Sociedad Mexicana de la Ciencia del Suelo, A.C.
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www.redalyc.orgProyecto acadmico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto
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8/13/2019 Produccin de biofertilizantes mediante biodigestin de excreta liquida de cerdo
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PRODUCCION DE BIOFERTILIZANTES MEDIANTE BIODIGESTION D
EXCRETA LIQUIDA DE CERDOBiodigestion of Hog Slurry to Produce Biomanure
Manuel de Jess Soria Fregoso1, Ronald Ferrera-Cerrato2, Jorge Etchevers Barra2, GabrieAlcntar Gonzlez2, Jos Trinidad Santos2, Lizette Borges Gmez1y Gaspar Pereyda Prez
RESUMEN
Debido al incremento en el costo de los
fertilizantes qumicos y a la contaminacin que
algunos propician en el ambiente cuando se utilizanirracionalmente, es necesario encontrar nuevas
alternativas de fertilizacin, econmicas y mseficientes. Se considera como una alternativa viable lautilizacin de las fuentes orgnicas locales y
regionales que tradicionalmente se han subutilizado,
entre las que destacan las excretas lquidas de cerdo.
En Mxico, el estado de Yucatn ocupa el quintolugar en la produccin de cerdos; en 1997, se report
una poblacin de 1 114 135 cabezas (INEGI, 1997),
que producen aproximadamente 3600 t de excretasdiariamente que son arrojadas, en su mayora, a las
fosas o directamente al suelo propiciando serios
problemas de contaminacin. Con el objetivo de darleutilidad a las excretas lquidas y transformarlas de
aguas contaminantes a biofertilizantes, se realiz elpresente trabajo. Para ello se utiliz un biodigestor
tipo FAO, el cual consta de caja de entrada, caja desalida y polietileno tubular calibre 800. Las
dimensiones del tubular fueron de 1.25 m de dimetro
y 12 m de largo con una vlvula de salida del biogas yse construy una pila de proteccin hecha de bloques,
ste se carg con excreta lquida, la cual contena
1672mg L-1
de slidos sedimentables (SSed), 9 x 1011
UFC coliforme mL-1
de muestra, pH de 7.6,conductividad elctrica (CE) de 5.8 dS m
-1, demanda
qumica de oxgeno (DQO) 2640.8 mg L-1
y demanda
bioqumica de oxgeno (DBO) 543 mg L-1
. Elprototipo del digestor probado funcion
adecuadamente, ya que a cuatro das de ser
llenado, empez a aumentar el volumen hasta inflarse
1Instituto Tecnolgico Agropecuario No. 2. Conkal, Yucatn.
km 16.3 Ant. Carr. Mrida-Motul. Tel. 01 991 241 30.Fax 01 991 241 35. (msoria@mucuy.itaconkal.edu.mx)2Instituto de Recursos Naturales, Colegio de Postgraduados.56230 Montecillo, Estado de Mxico.
Recibido: Octubre de 2000. Aceptado: Septiembre de 2001.
Publicado en Terra 19: 353-362.
totalmente de biogas (metano), lo anterior indic
el proceso de digestin estaba funcionando al habincremento en temperatura hasta 56 C en la
termoflica, el tiempo de maduracin fue de 50 d
trmino de ste la concentracin del efluente f210 mg L
-1de SSed, 0 coliformes, pH de 7, 4 d
de CE, 1399 mg L-1de DQO y 172 mg L-1de DB
Palabras clave:Biodigestor, contaminacin, efl
SUMMARY
Increasing costs of chemical fertilizers and,
they are not properly used, pollution of underg
water and environment make it necessary to findcheaper and more efficient alternatives of fertiliz
Alternatives should not only provide nu
requirements to the crops but also improvphysical, chemical and biological characterist
the soil in a sustainable way. The use of locregional organic sources, which are traditionally
utilized such as liquid hog excreta, is consideviable alternative. In Mexico, the state of Yu
occupies fifth place in hog production. In
1 114 135 hogs (INEGI) produced approxim3600 t of manure, which was left mostly in la
and caverns, or directly on the soil, causing se
problems of pollution. This study was done to
use for this liquid manure and transform ibiofertilizer. A FAO-type biodigestor was used
consists of an entry box and exit box, an
800-calibre polyethylene tube 1.25 m in diamete12 m long with an escape valve for biog
protection tank was constructed with cinder b
and filled with hog slurry, which was previanalyzed: 1672 mg L
-1of sedimentable solids (S
9 x 1011
colony forming units (CFU) m L-1
of sa
pH 7.6, electric conductivity (EC) 5.8 dS m-1
, o
chemistry demand (OCD) 2640.8 mg L-1
, and obiochemistry demand (OBD) 543 mg L
-1.
prototype of the biodigestor tested worked adeq
after the fourth day of being charged. Volume increasing because of biogas (methane) produ
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This indicated that the process of digestion was taking
place when the temperature rose to 56 C in thethermophylic stage. Time of maturation was 50 days;at the end of this period the effluent concentration was
210 mg L-1
(SSed), zero coliform bacteria, pH 7, 4 dS
m-1
of EC, 1399 mg L-1
OCD, and 172 mg L-1
OBD.
Index words: Digestor, contamination, effluents.
INTRODUCCION
Del total de granjas de cerdos, existentes en
Yucatn, se calcula que slo 15% tiene sistemas detratamiento de excretas y stas pertenecen a los
megaproyectos, es decir, a los productoreseconmicamente ms fuertes. Tambin existe grancantidad de pequeos productores que no dan
tratamiento alguno a las excretas y las arrojan a
pequeas fosas o incluso directamente a pozos o
partes bajas de la granja propiciando serios problemasde contaminacin por coliformes y nitratos en suelos y
acuferos (Vzquez y Manjarrez, 1993).
Las excretas contienen nutrimentos que loscultivos pueden utilizar, pero tambin poseen altas
concentraciones de coliformes fecales que producen
enfermedades infecciosas, capaces de causar hasta lamuerte en los humanos. Por ello, para utilizarlas como
fertilizantes, es necesario darles un tratamiento queelimine estos agentes infecciosos. Una forma de
hacerlo es mediante la biodigestin. Al usar unbiodigestor se utilizan los nutrimentos contenidos en
las excretas y, adems, se reduce la contaminacin
ambiental, ya que convierte las excretas que contienenmicroorganismos patgenos como bacterias,
protozoos, larvas, huevos, pupas de insectos, etc., en
residuos tiles y sin riesgo de transmisin de
enfermedades (McCaskey, 1990).En el estado de Yucatn, la actividad hortcola
siempre ha dependido de la aplicacin de estircoles
slidos, esto se debe a que los suelos predominantesson extremadamente pedregosos, delgados y
permeables que baja rpidamente la fertilidad original
cuando se les utiliza en forma continua. La utilizacinde estircoles es una forma de mantener la fertilidad
del suelo, ya que se ha demostrado que en suelos
pedregosos existe muy poca respuesta a la
fertilizacin qumica, cuando sta se hace en formatradicional (Soria et al., 1994), slo cuando se dosifica
en el agua de riego se han observado buenos
resultados (Soria et al., 2000). Sin embargo, cada dalos estircoles son ms escasos y costosos por lo que
se considera necesario buscar fuentes alternativ
abonos orgnicos. Una opcin viable consisutilizar la biomasa vegetal, que en el trpiabundante, y las excretas lquidas de cerdo
activadores microbianos.
La digestin anaerobia es un proceso comdesde el punto de vista microbiolgico; al
enmarcado en el ciclo anaerobio del carbon
posible en ausencia de oxgeno, transform
substancia orgnica en biomasa y compuinorgnicos en su mayora voltiles: CO2, NH3N2 y CH4(Soubes, 1994). Naturalmente ocurre
tracto digestivo de animales y debajo de estancadas o pantanos, pero tambin puede real
en depsitos cerrados hermticamente, llamdigestores. Estos se utilizan cuando se quiere ctodos los productos obtenidos de la descompo
anaerobia (gases y slidos), ya que al haber
interior un ambiente obscuro y sin aire se favor
medio ptimo para el cultivo intensivo de bacanaerobias (Salazar, 1993).
En esta condicin, cuando se acumulan polm
naturales orgnicos como protenas, carbohidcelulosa, etc., se produce un rpido consum
oxgeno, del nitrato y del sulfato por
microorganismos, producindose la metanogneestas condiciones, el nitrato se transforma en am
y el fsforo queda como fosfato. Tambin se relos iones frrico y mangnico, debido a la ausen
oxgeno.El mtodo bsico consiste en alimentar al di
con materiales orgnicos y agua, dejndolo
perodo de semanas o meses, a lo largo de los cen condiciones ambientales y qumicas favorab
proceso bioqumico y la accin bacterian
desarrollan simultnea y gradualm
descomponiendo la materia orgnica hasta prograndes burbujas que fuerzan su salida a la supe
donde se acumula el gas (Verstegui, 1980).
La digestin anaerobia, a partir de polmnaturales y en ausencia de compuestos inorgnic
realiza en tres etapas: 1) hidrlisis y fermentaci
la que la materia orgnica es descompuesta paccin de un grupo de bacterias hidro
anaerobias que hidrolizan las molculas solub
agua, como grasas, protenas y carbohidratos,
transforman en monmeros y compuestos sisolubles; 2) acetognesis y deshidrogenacin,
los alcoholes, cidos grasos y compuestos arom
se degradan produciendo cido actico, Chidrgeno que son los sustratos de las bac
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metanognicas; 3) metanognica en la que se produce
metano a partir de CO2 e hidrgeno, a partir de laactividad de bacterias metanognicas (Marty, 1984).
La concentracin de hidrgeno juega un papel
fundamental en la regulacin del flujo del carbono en
la biodigestin. Los microorganismos que en formasecuencial intervienen en el proceso son: 1) bacterias
hidrolticas y fermentadoras; 2) bacterias
acetonognicas obligadas reductoras de protones de
hidrgeno (sintrficas); 3) bacterias sulfato reductoras(sintrficas facultativas) consumidoras de hidrgeno;
4) bacterias homoacetognicas; 5) bacterias
metanognicas; 6) bacterias desnitrificantes (Soubes,1994).
Para que las bacterias aseguren su ciclo biolgicoen el proceso de digestin anaerobia es necesario quese presenten en condiciones ptimas los siguientes
factores:
Temperatura. Las bacterias mesfilas completan suciclo biolgico en el mbito de 15 a 40
oC con una
temperatura ptima de 35oC. Las bacterias
termoflicas cumplen sus funciones en el mbito de
35 a 60oC con una temperatura ptima de 55
oC.
Hermetismo. Para que el proceso de digestin selleve a cabo en forma eficiente, el tanque de
fermentacin debe estar hermticamente cerrado.Presin. La presin subatmosfrica de 6 cm de agua
dentro del biodigestor se considera la presin ptima(Kennedy y Berg, 1982).
Tiempo de retencin.Es el tiempo promedio en quela materia orgnica es degradada por los
microorganismos. Se ha observado que a un tiempo
corto de retencin se produce mayor cantidad debiogas, pero un residuo de baja calidad fertilizante por
haber sido parcialmente digerido. Pero para tiempos
largos de retencin se obtendr un rendimiento bajo
de biogas, pero con un efluente (residuo) msdegradado y con excelentes caractersticas como
fuente de nutrimentos.
Relacin C/N. La relacin ptima de C/N es de 30:1,
cuando la relacin es muy estrecha (10:1) hay
prdidas de nitrgeno asimilable, lo cual reduce la
calidad del material digerido. Si la relacin es muy
amplia (40:1) se inhibe el crecimiento debido a falta
de nitrgeno.
Porcentaje de slidos. El porcentaje ptimo de
slidos en la mezcla a digerir es de 7 a 9 y se consigue
al diluir el material orgnico con agua.
pH.En digestores operados con estircol de bo
los valores ptimos de operacin oscilan entre 7.5 con lmites de 6.5 a 8.0 (Hayes et al., 1979).Agitacin.Esta prctica es importante para estaun mejor contacto de las bacterias con el substra
Ventajas de los Biodigestores
- Se optimiza el material orgnico utilizado, ya q
captan todos los productos y subproductos (galquidos con slidos disueltos) generados
degradacin, por lo cual existe poca prdid
elementos nutritivos, cosa que no sucede biodegradacin aerobia.
- Los residuos orgnicos obtenidos despus biodegradacin anaerobia (efluente) tienen mriqueza nutricional que los obtenidos e
biodegradacin aerobia (Noyola y Monroy, 1994
Desventajas de los Biodigestores
- El material orgnico obtenido de este tip
biodegradacin es lquido.- Al aplicarse en forma lquida en suelos perme
existe mucha prdida por lixiviacin de algunos
componentes.- Es necesario tener el suelo hmedo para ha
aplicacin del efluente porque si el suelo estexiste gran prdida de nitrgeno del efluent
volatilizacin (Feigin et al., 1991).
Tipos de Digestores
En forma general se clasifican, segn su mo
operacin, en los siguientes: de rgimen estacion
de Batch, de rgimen semicontinuo, horizonta
desplazamiento y de rgimen continuo.Los de rgimen estacionario son muy utili
para obtener fertilizante orgnico y consiste
tanques hermticos con una salida de gas. Se cuna sola vez y se descargan cuando han deja
generar gas (CEMAT, 1977).
Los de rgimen semicontinuo se constenterrados, se cargan por gravedad una vez al d
la parte superior flota una campana donde se alm
el gas (Vias, 1994).
Los horizontales de desplazamiento tambiconstruyen enterrados semejantes a un can
operan a rgimen semicontinuo, entrando la car
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un extremo del biodigestor y saliendo el efluente por
el extremo opuesto.Los de rgimen continuo se utilizan
principalmente para tratamiento de aguas negras; son
plantas muy grandes que emplean equipos para
proporcionar calefaccin y agitacin, stosgeneralmente son de tipo industrial (Mandujano,
1981).
La FAO propone un prototipo denominado:
Biodigestor plstico de flujo continuo, generador degas y bioabono a partir de aguas residuales servidas,
el cual es muy sencillo y econmico. Las principales
caractersticas de ste son: se hace con polietilenocalibre 8 resistente a la luz ultravioleta (LUV), tiene
capacidad para 9 m3 y el tiempo aproximado deretencin para la digestin anaerobia de la materiaorgnica diluida es de 30 a 40 das en zonas tropicales
con temperaturas promedio de 30oC (FAO, 1995).
Uso del Bioabono
Adems de generar gas combustible, la
fermentacin anaerobia de la materia orgnicaproduce un residuo orgnico de excelentes
propiedades fertilizantes, evitando en esta forma la
competencia que se podra presentar con elaprovechamiento tradicional de los residuos animales
y agrcolas con fines fertilizantes o comocombustibles. La composicin del bioabono en
promedio tiene 8.5% de materia orgnica, 2.6% denitrgeno, 1.5% de fsforo, 1.0% de potasio y un pH
de 7.5 (Botero y Thomas, 1987).
El bioabono slido o lquido no posee mal olor, adiferencia del estircol fresco, tampoco atrae moscas y
puede aplicarse directamente al campo en forma
lquida, en las cantidades recomendadas (McCaskey,
1990); o bien, el bioabono slido puede deshidratarsey almacenarse para usarlo posteriormente en el
entendido de que al deshidratarse puede haber
prdidas por volatilizacin hasta 60%, sobre todo denitrgeno (Day, 1987). De acuerdo con Mandujano
(1981), un metro cbico de bioabono producido y
aplicado diariamente, puede fertilizar ms de 2 ha detierra por ao y proporcionar hasta 200 kg N ha
-1de
los que estarn disponibles en el primer ao entre 60 y
70 kg. El bioabono no deja residuos txicos en el
suelo, eleva la calidad del mismo y puedeconsiderarse como un buen fertilizante que puede
competir o complementarse con los fertilizantes
qumicos.
Con el objeto de dar utilidad a la excreta l
de cerdo, en la produccin de biofertilizante y de eliminar a los patgenos (colifprincipalmente) que la excreta contiene, se eva
proceso de biodigestin anaerobia.
MATERIALES Y METODOS
Para la descontaminacin de la excreta, se u
el prototipo de biodigestor tipo FAO (1995) qude polietileno tubular y se construy con las sigu
caractersticas: 9 m3
de capacidad, la fosa tuvo
de longitud por 1.1 m de ancho arriba, 0.9 m de en el fondo y una profundidad de 1 m. Las pa
longitudinales de la fosa quedaron con un tal10%. El desnivel a lo largo del piso fue de 0.05biodigestor estaba provisto de una caja de entr
otra de salida.
La caja de entrada se hizo de 1 m de largo, 1
ancho y 1 m de profundidad, se construy con blde cemento y sus paredes interiores se cubriero
acabado pulido de cemento, de manera que se im
filtraciones de lquido al exterior. La caja separada de la fosa del biodigestor por un mu
bloques de 20 cm de ancho.
La caja de salida era de 50 cm de largo por 5de ancho y 75 cm de profundidad, del mismo ma
que el de la caja de entrada. Las cajas cumpfuncin de codos; la de salida regula el niv
lquido que se debe mantener dentro del biodigEn la Figura 1 se detallan las dimensiones de las
de entrada y salida.
Se extendi el tubular de polietileno calibrpigmentado, negro protegido con resina contr
ultravioleta (LUV) de 1.25 m de dimetro y 24
largo, sobre un piso seco, firme, sin piedras u o
que pudieran romperlo; luego se dobl a la mitacort en dos tubulares de 12 m de longitud cada
en cada extremo (del corte hacia el centro) se d
con un gis una lnea de 1 m de longitud, que sirvgua para amarrar los tubos que salen de las ca
entrada y salida. Un tubular se introdujo en el o
siguiente paso fue emparejar los tubulares siquedaran arrugas o pliegues entre ellos.
Centrado sobre el doblez en que se trazaro
dos lneas de 1 m y a la mitad de la longitu
tubular, se hizo una ranura de 1.9 cm (que perfodos capas del plstico), desde la parte interna d
tubulares. Por la ranura se introdujo el ex
roscado de un conector macho de PVC de 2.54 c
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Caja de entrada Caja de salida
Figura 1. Dimensiones de las cajas de entrada y salida.
dimetro, en el que previamente se coloc una
arandela acrlica de 19 cm de dimetro con unempaque de las bolsas. Una vez salida la rosca al
exterior de los tubulares, se le insert el otro empaquecon la arandela acrlica, luego se procedi a enroscar
la hembra sobre la rosca del macho de PVC de2.54 cm, dndole el mayor ajuste manual posible.
El exterior del adaptador hembra no roscado selimpi, all se peg un tubo de PVC de 20 cm delongitud y 2.54 cm de dimetro. En el extremo libre se
acopl un adaptador para manguera y se uni lamanguera de polietileno de 2.54 cm, que se asegur
con una abrazadera de cremallera. En la Figura 2 se
muestra la forma de conectar la salida de gas.
Con la estructura extendida sobre el piso y lasalida de gas en el centro y hacia arriba, se doblaronlos bordes longitudinales hacia la salida del gas. Los
extremos se doblaron hacia el centro en dobleces de1 m de ancho (Figura 3). La bolsa del biodigestor se
llev a la fosa, colocndola en el piso de la misma,
donde se desdobl hacia cada tubo.Con el extremo de cada tubo dentro de las salidas
de la bolsa, se hicieron pliegues regulares con el
plstico, que cubrieron el conducto en forma
uniforme. Con una abrazadera de platina de hierro con
ajuste de tornillo se fij con firmeza el plstico
caeras.Posteriormente, se procedi al llenado
biodigestor, labor que se hizo introducel estircol lquido fresco por la caja de en
A medida que el lquido subi de nivel dentr
biodigestor, se levant el plstico en la parte c
para evitar que el peso del fluido formara plientre el plstico y las paredes de la fosbiodigestor se llen hasta 70% de su capacidad
verific que no quedaran fugas de agua o gas duel llenado y funcionamiento (Figura 4).
Se analiz la excreta lquida antes (influente
trmino del proceso de biodigestin (efluente
determinaciones que se hicieron fueron: pHSSed, DQO, DBO, UFC coliformes, temperatu
P, K, Ca, Fe, Mg, Cu, Zn.
Los mtodos analticos utilizados para
determinacin se presentan en el Cuadro 1.
Medicin de Coliformes
La medicin de colonias coliformes se r
mediante el mtodo de recuento, que es a partir
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Figura 2. Sistema de salida del biogas.
Figura 3. Secuencia del procedimiento para doblar la bolsa.
dilucin seriada de la muestra y sembrada en placa, el
cual se describe a continuacin.
Medios de Cultivo
Se utiliz Agar de Eosina y Azul de Me(EAM). Es un medio de cultivo selectivo y difer
adecuado para la produccin de cidos por bac
fermentadoras de lactosa, permite el crecimiencolonias coliformes; consideradas como tpic
que tienen centro obscuro con o sin brillo metlic
colonias atpicas las que no tienen ncleo, de
rosa, mucoides y opacas, y como colonias negtodos los otros tipos.
Se pesaron 22.5 g del medio de c
deshidratado (EAM) y se agregaron en 600 magua destilada fra, dejndolo en reposo du
15 min, se puso a calentar con agitacin hasta q
disolvi totalmente, cuidando de no alcanz
temperatura de ebullicin. Despus se puesterilizar en autoclave a 121 C, durante 15 m
distribuy en volmenes de 12 mL aproximadam
en las cajas Petri de 15 x 100 mm. Luego solidificacin del medio, se envolvieron en
aluminio y se pusieron en refrigeracin a 10
siembra se realiz al da siguiente.
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Figura 4. Nivel de lquido dentro del biodigestor.
Preparacin de las Diluciones y Siembra
Las diluciones se prepararon en tubos de ensayode 12 mm x 120 mm, que contena un volumen de
9 mL de agua destilada y esterilizada, y a la que se leaadi 1 mL de muestra de excreta para la
preparacin de las diluciones 1:10 (10-1
), 1:100 (10-2
),
Cuadro 1. Parmetros evaluados y mtodos utilizados.
Parmetro Medio utilizado
pH Potencimetro. Lectura directa.
Conductividad elctrica Conductmetro. Lectura directa.
Conductmetro marca Corning90,el cual utiliza una solucin
estndar 1413 microsiemens m-1.
Demanda bioqumica de
oxgeno
Winkler modificado (CNA, 1996).
Demanda qumica deoxgeno
Reflujo abierto (CNA, 1996).
Slidos sedimentables Volumtrico (CNA, 1996).
Colonias coliformes Recuento en placa y siembra por
dilucin en medio Agar de Eosinacon Azul de Metileno
(Tchobanoglous y Schoeder,
1985).
Temperatura Lectura interna con termmetro de
reloj, marca ACME.
Nitrgeno total Kjeldahl (Bremner, 1965).
Fsforo total Digestin cida y lecturas con
espectrometra de ultravioleta
visible (AOAC, 1995).
Potasio, calcio, magnesio,
cobre, fierro y zinc
(totales)
Digestin cida, se leyeron en
espectrofotometra, de absorcin
atmica (AOAC, 1995).
Figura 5. Preparacin de la dilucin y siembra.
as sucesivamente hasta (10-11
). Despus se real
siembra de la muestra en las cajas Petri, previam
marcadas (Figura 5), al trmino de la siemb
pusieron a incubar durante 24 h a una temperatu
35 C.
La muestra de excreta se tom tanto
momento de llenar el digestor como al finali
proceso. La siembra se hizo al inicio de la dig
con diluciones de 1 x 10-1
hasta 1 x 10-11
con c
repeticiones por dilucin, al final de la digesti
hicieron diluciones 1 x 10-1
hasta 1 x 10-6
con c
repeticiones por dilucin.
Para el conteo de colonias coliformes se utili
contador Quebec.
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RESULTADOS Y DISCUSION
Anlisis Fsico, Qumico y Microbiolgico en laBiodigestin de la Excreta
El prototipo de biodigestor tipo FAO (1995) y deflujo continuo se llen de una sola carga total a 70%
de su capacidad, con excreta lquida de cerdo. El
tiempo de llenado del biodigestor fue de 45 min. El
experimento se realiz en el perodo marzo-abril de1998, la biodigestin de la excreta lquida tuvo un
tiempo de 50 das.
La temperatura es un parmetro importante en laoperacin del biodigestor anaerobio, debido a que
tiene que procurarse un crecimiento bacterianoadecuado y aumentarse la velocidad de las reaccionesbioqumicas que se dan en el proceso (Meja, 1996).
La excreta lquida utilizada tena una temperatura
inicial de 38 C en la fosa, despus de cuatro das de
haber sido cargado el biodigestor, la temperaturainterna se aument hasta 56 C, acelerndose el
proceso de fermentacin del biodigestor (etapa
termoflica). Las bacterias metanognicas comenzarona generar el biogas, que se acumul hasta inflarse la
bolsa. El biogas se liber (en este experimento la
produccin de biogas no se evalu), el cual se purgpara evitar que la presin rompiera la bolsa. La etapa
termoflica dur 10 das, luego se inici la etapamesoflica que dur 36 das y la temperatura se
descendi de 56 a 32 C, llegando a una estabilizacina 23 C, la medicin de la temperatura se realiz cada
24 horas.
Meja (1996) seal, que las caractersticas delsustrato suministrado al biodigestor anaerobio son de
gran importancia, ya que los requerimientos
nutrimentales de los microorganismos anaerobios son
especiales, debido a su lento metabolismo y a que laregeneracin de nuevas clulas tambin es muy baja,
la fijacin de los elementos nutritivos como el
nitrgeno y el fsforo es escasa, no as el consumo decarbono que es transformado a metano y a dixido de
carbono. En la biodigestin, el material orgnico se
separa y se precipita en forma natural depositndoselos lodos en el fondo. Los elementos nutricionales en
el material orgnico son utilizados por los
microorganismos para realizar sus procesos
metablicos. Cabe mencionar que el lodo no seanaliz por resultar poco prctico su manejo; sin
embargo, la parte lquida (efluente) s se evalu, por
ser la que se puede inyectar en sistemas de fertigacino aplicarla a los cultivos de manera foliar (Cuadro 2).
Cuadro2. Parmetros fsicos, qumicos y microbiolg
el influente y efluente del biodigestor anaerobio.
ParmetrosInfluente
(cargainicial)
Ef
(carga
Nitrgeno total (%) 0.1036 0
Fsforo total (mg L-1) 179
Potasio total (mg L-1) 263.9 3Calcio total (mg L-1) 56.6
Magnesio total (mg L-1) 109.3 Hierro total (mg L-1) 2.64 1
Cobre total (mg L-1) 1.3 0
Zinc total (mg L-1) 26.7 0
pH 7.6 CE (dS m-1) 5.8
DQO (mg L-1) 2640.8 1
DBO (mg L-1) 543 1SSed (mg L-1) 1672
UFC coliforme en 100 mL-1 9 x 1011
La calidad del efluente obtenido de la biodig
de la excreta vara de acuerdo con la cantidslidos sedimentables totales contenidos en es
que estos slidos son los que sirven de alimentomicroorganismos responsables de la biodigestiello, entre mayor sea la concentracin de s
totales, se tendr mayor contenido de nutrimen
el efluente (Botero y Thomas, 1987).
La tendencia de los parmetros analizad
inicio y al final del proceso mostr una reduccisu contenido con los siguientes porcentaje
44.02%, P 90.36%, Ca 66.95%, Mg 45.75%83.08%, Fe 56.07% y Zn 97.8%. El potasio
nico elemento que increment su contenid137.85%.
El olor ftido de la excreta se elimin por a
de los microorganismos presentes en el estirc
cerdo.
El rango ptimo del pH para lograr una meficiencia en la biodigestin es entre 6.6
(McCarty, 1964). La biodigestin, cuando ma
este rango de pH, es un indicador de queoperando correctamente. El equilibrio cido-bas
tiene lugar en la operacin de los biodigeanaerobios es muy importante por la presencia
diversos tipos de microorganismos que estn medio y que requieren ser neutralizados para re
el pH (Meja, 1996). El pH es un parmetro
importante en la disponibilidad de los nutrimentoeste experimento, el pH se mantuvo dentro d
rangos deseables para un proceso de biodigadecuado, ya que el pH del influente fue de 7.6redujo a 7.05 al trmino de la biodigestin (eflue
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8/13/2019 Produccin de biofertilizantes mediante biodigestin de excreta liquida de cerdo
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SORIAET AL. PRODUCCION DE BIOFERTILIZANTES MEDIANTE BIODIGESTION DE EXCRETA LIQUIDA DE CE
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La conductividad elctrica indica la concentracin
de sales minerales disueltas en el agua. Este parmetrotuvo un valor inicial de 5.8 dS m
-1 y se redujo en
29.65% al terminar el proceso con 4.08 dS m-1
, lo cual
indica que los microorganismos van consumiendo los
compuestos solubles del sustrato. La demandabioqumica de oxgeno es un parmetro que mide el
potencial contaminante de las aguas residuales, las
bacterias aerobias consumieron 68.3% del oxgeno
que utilizaron para degradar la materia orgnicabiodegradable. La demanda qumica de oxgeno
tambin es un indicador de contaminacin, que mide
la cantidad de oxgeno necesario para oxidar lamateria orgnica degradable, as como tambin los
restos de materiales fibrosos, ligninas y otros. LaDQO disminuy en 47.03%. Esto indica que laactividad de los microorganismos, as como las
condiciones del ambiente anaerobio, fueron
responsables de la degradacin, redujeron su actividad
y con ello el consumo de oxgeno.En lo referente a coliformes, stos se midieron al
inicio de la carga con un conteo de 9 x 1011
UFC mL-1
de muestra, los cuales quedaron en cero a 50 das, quefue el tiempo total de retencin de la excreta. Lo
anterior se corrobor en el efluente obtenido, el cual
careca de olor que es tambin un indicativo del gradode contaminacin de la excreta. Por lo que respecta a
los slidos sedimentables totales (SSed), una parte seprecipit al fondo del biodigestor y otra qued
suspendida en la parte lquida con 210 mg L-1
.
CONCLUSIONES
En los trabajos de biodigestin de la excreta
lquida, el tiempo de retencin de la excreta dentro del
digestor fue de 50 das. Este tiempo puede variar por
estar directamente influenciado por la temperatura, deesta manera el tiempo de retencin puede reducirse a
30 das si existen temperaturas ambientales muy altas,
y alargarse hasta 90 das si las temperaturaspermanecen bajas.
El contenido de nutrimentos obtenido del efluente
fue bajo, debido a que la cantidad de slidossedimentables en la excreta en el momento de cargar
el biodigestor estuvo por debajo de 2500 mg L-1
que
es la cantidad ptima.
Para lograr mayor eficiencia en el proceso debiodigestin y tener un abono ms rico en
nutrimentos, es necesario que la excreta lquida
contenga mnimo 12% de slidos totales 2500 mg L
-1de slidos sedimentables.
Los coliformes se eliminaron en 100% e
tiempo de 50 das, tomando en cuenta que la carhizo en el perodo de verano.
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