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7/26/2019 Clase 3. Desechos Sólidos
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Sistemas de manejo yprocesamiento de desechos sólidos
Universidad Centroccidental Lisandro AlvaradoPrograma de Ingeniería Agroindustrial
Asignatura Desechos Agroindustriales II
Junio, 2016
Prof. María Carolina Pire SierraMaría Gabriela Pire Sierra
Soidée A. Romero R.
Unidad I CLASE 3
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¿QUÉ HEMOS VISTO?
Generación de residuos
Almacenamiento yprocesamiento en el origen
Recolección
Transferencia y
transporte
Separación,procesamiento y
transformación deR.S.
Vertido final
PROCESOS FÍSICOS
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Procesos Químicos
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Separación, Procesamiento y Transformación
de R.S.
Para recuperar materia y energía de los R.S. se usan procesos:
* Físicos:
* Químicos:
*Biológicos:
Reducción de
tamaño
Separación Compactación
Incineración Pirólisis
Compostaje Digestión Anaerobia
Recuperación deEnergía
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Incineración Controlada
Incinerador
CO2, H2O, N2, O2,SO2, NOx, materialparticulado, gases
ácidos, calor
R.S.combustible
Aire en exceso
Intercambiador
de calor
Agua
Vapor
Calefacción
ó
Generarelectricidad
980-1200 ºC
SIN M.O.
R.S. VolumenContaminaciónsubt
Problemas:
Control de emisiones
Nivel de combustiónTchobanouglus, 1994; Corbitt, 2003
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R.S.
Mat.Combustible
Mat. Nocombut
Humedad
Celulosa. Materialvegetal, tela, cuero,caucho, plástico
Metales, vidrio,polvo, piedra
Residuos Sólidos
Rendimiento!!!
Corbitt, 2003
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¿Qué ocurre en el incinerador?
T<300ºC
* Evaporación delagua
* Volatilización(inicio)
300ºC<T<1000ºC
* Oxidación M.O.
* Forma SOx y CO2
* Gasificación (O2)* NOx (900ºC)
T>1000ºC
* Volatilización M.P.
y NOx * Mayor riesgo
Elías, X. Consultado 13-10-12Gasificación 25-30 O2
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Diseño del horno
Área ypoblación
#Cargas/dTasa
generaciónR.S.
Capacidad:
Humedad
Contenidocombustible
Volatilidad
TemperaturaFactores:
Corbitt, 2003
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Incineración Controlada
Incinerador
CO2, H2O, N2, O2,SO2, NOx, materialparticulado, gasesácidos, calor
R.S.combustible
Aire en exceso
Intercambiador
de calor
Agua
Vapor
Calefacción
óGenerar
electricidad
980-1200 ºC
SIN M.O.5% mat comb
Relleno sanitario(5% R.S. recibido)
H2O
Tchobanouglus, 1994, Corbitt, 2003
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Incineración Controlada
Ventajas:
Reducción entre 85-95% envolumen del R.S. combustible
Equivalente a la reducción del
75% del peso del R.S. Recuperación del calor generado
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Recuperación de Energía
Cauchos como combustible en un Horno
de Clínker en Plantas de Cemento
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Pirólisis
MOLÉCULAS
GRANDES,COMPLEJAS
Moléculas pequeñas y simples
PirólisisT>800ºC
Calentamiento de un material orgánico enausencia de oxígeno, sin introducir en elreactor ningún otro reactivo.
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Separación, Procesamiento y Transformación
de R.S.
Para recuperar materia y energía de los R.S. se usan procesos:
* Físicos:
* Químicos:
*Biológicos:
Reducción de
tamaño
Separación Compactación
Incineración Pirólisis
Compostaje Digestión Anaerobia
Recuperación deEnergía
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Procesos Biológicos
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Compostaje
Descomposición aerobiade M.O. por la acciónde microorganismos(bacterias y hongos)
para formar materialmas estable y rico ennutrientes.
Humanos
Animales
Vegetales
Fertilizante o Enmiendas
Subproductos aprovechables (nutrientes)
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Abonos Orgánicos (A.O.)
Estiércoles
Deyecciones líquidas
y/o sólidas
Cama ( M.O.)
Aserrín, conchas dearroz, papel
+
Residuos Vegetales
Partes inutilizables de
un cultivo
A.O. simple: 3% nutriente (mín)
Compuesto: 1% N y 0,87% P ó1,66% K
Mas lento
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Compostaje
R.S. biodegradablecolocado en pilas
Agua
Aire (“cama”)
Nutrientes
Características
Tamaño partícula: 2,5 y 7,5 cm Temperatura 55-60 ºC
Humedad 55%
pH 5-7
Aireación cada 2 ó 3 días Duración 3 a 4 semanas + 4
semanas estabilización
+ CO2 + H2O + NH3 + SO42- ++ O2
Sólido
biodegradable
Nuevas
Células
M.O.
resistente+bacterias
nutrientes
Reacción que representa el “compostaje”
Tchobanouglus y col. (1994)
Mineralización
*Aire libre*Apilamiento estático*Sistemas verticales
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*Aire libre*Apilamiento estático*Sistemas verticales
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+ CO2 + H2O + NH3 + SO42- ++ O2 Sólido
biodegradable
Nuevas
Células
M.O.
resistente+bacterias
Autótrofos
Heterótrofos
Avance del compostaje
Mesófilas
T: 20-40ºC
Termófilas*
T: 45-75ºC
Mesófilas
Findescomposición
Avance del compostaje
*Especies fúngicas
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Factores que determinan el grado de
descomposición
O2
5-15%
• [O2]<anaerobio
•
[O2] > T
Humedad
50-60%
• <H <Velocidad
•
>bloqueaO2
C/N
25-30
• Mezclas desustratos
Temperatura
• Actividadbiológicamantieneelevadas T
Corbitt, 2003
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Beneficios del Compostaje
MaterialCompostado
Contenido de patógenos
Contenido de parásitos
Contenido de antibióticos ypesticidas
Malos olores
Proliferación moscas e
insectos
Quemado en las plantas
(CO2, H2O, NH3, M.O.resistente, células)
Tchobanouglus, 1994, Corbitt, 2003
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Digestión Anaerobia
Es el proceso mediante el cual la materiaorgánica es degradada en ausencia de aireación,generando biogas (CH4, CO2 principalmente)
• Polímeroscomplejos
Hidrólisis
• AGV
• R-OH• CO2, H2, NH3,
H2S
Acidogénsis• Acetatos
• H2
• CO2
•Material celular
Acetogénesis
• CH4
• CO2
• Material celular
Metanogénesis
Van Lier y col., 2008
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Digestión Anaerobia
Biodigestor
Manómetro
diferencia en
forma de “U”
Biodigestor en el que se realizó el estudio
+ CO2 + CH4 + NH3 + H2S ++ H2OSólido
biodegradable
Nuevas
Células
M.O.
resistente+bacterias
nutrientes
%v/v:
CO2 yCH4
99%
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Aprovechamiento de Residuos Agroindustriales
- Generar productos con valor agregado.- Reducir su impacto ambiental.
Estrategia Ecológica1970
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Criterios de Selección de Residuos con fines de
Aprovechamiento
- Composición, potencial.- Disponibilidad.- Estabilidad.
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Sustrato para la producción fermentativa de
metabolitos de interés
Celulosa,hemicelulosa,
lignina, pectina.
Enzimas de AplicaciónIndustrial:
Celulasa, hemicelulasa,xilanasas, pectinasas.
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Sustrato para la producción fermentativa de
metabolitos de interés
Residuos de uvas
Mucílago de Café
Fermentación Sólida en Lab.
Enzimas de Aplicaciónen la Industria Textil,
Química y de Alimentos:
Celulasa, xilanasas,pectinasas.
Enzimas de Aplicaciónen la IndustriaFarmacéutica y de
Alimentos:Pectinasas.
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Sustrato para la Generación de Bioenergéticos
Bagazo decaña, Brasil
Bioetanol, biodiesel, biohidrógeno, biogás
Grasas animales, aceitesgastados y grasas
desechos derestaurantes
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Suplemento alimenticio para animales
Consideraciones selección residuo:- Contenido de humedad (15-30%).- Valor proteico.- Contenido y tipo de fibra.
Residuos de vaina
y pulpa decalabaza Fermentación
Alimento para animalesBagazo Caña de
Azúcar
Residuos de maltaprovenientes de la
fabricación decerveza
Desechos aves decorral
Estiércol de vaca Alimento parapeces
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