El inminente agotamiento de los combustibles fósiles y la contaminación generada durante su combustión
de éstos han promovido la búsqueda y generación de
nuevas fuentes de energía alterna. Adicionalmente, la generación de basura en
todo el mundo es un problema serio debido a la necesidad de la disposición final y
a la contaminación que esta provoca.
En México el 50.4% del total de la basura generada es de carácter orgánico la cual podría ser utilizada para producir biogás y principalmente gas hidrógeno (H2) a través de su digestión anaerobia.
El hidrógeno es considerado el combustible del futuro, ya que al ser quemado no produce desprendimiento de CO2, su potencial energético es de 122kJ/g, el cual
es 2.75 veces mayor al generado por los combustibles fósiles.
El objetivo del presente trabajo
fue estudiar los parámetros de operación de un reactor anaerobio para la producción de H2. Durante la realización del mismo, se obtuvo un inóculo capaz de producir H2 proveniente de un digestor anaerobio en fase metanogénica.
Se evaluó la producción de H2 utilizando glucosa como sustrato, determinando el efecto de la concentración de glucosa
sobre el crecimiento microbiano y
la
producción de H2. Se obtuvieron los parámetros cinéticos utilizando
la ecuación de Monod μmax=0.101 h-1y ks= 2.56 g/L, los cuales permitieron establecer un sistema de producción en cultivo continuo. Durante la operación del sistema en continuo se
alcanzó
un estado pseudo-estable en el tercer y cuarto cambio de volumen, el
rendimiento global del proceso fue de 2.1 mol H2/mol glucosa, siendo el
rendimiento teórico de 4 mol H2/mol de glucosa.
Asi mismo, se evaluó la factibilidad de producir H2 utilizando residuos orgánicos vegetales como sustrato,
obteniendo una velocidad máxima de producción de 1.8 mmol H2/día, un volumen de 310 mL
y porcentaje de remoción del 25%. Se determinó que la cantidad de materia orgánica es un factor importante en la producción, a concentraciones cercanas a 35g DQO/L se alcanzan los mejores rendimientos
The imminent depletion of fossil fuels and the pollution generated during their
combustion,
are leading to search for alternative, renewable
energy sources has
been the central topic in recent research
projects. Additionally, the problem of
waste
generation throughout the world is one of the most serious problems due to
final disposal and pollution generated from it. In Mexico, 50.4% of total waste
generated is organic solid wastes which could be used to produce biogas, mainly
hydrogen (H2), during an anaerobic fermentation process. Hydrogen is
recognized
as a promising future
fuel
because its combustion does not generated
CO2 and
has a high energy yield of 122 kJ/g, which is 2.75 times greater than
fossil
fuels.
The aim of this work was to study the operational parameters of an anaerobic
reactor for hydrogen production from organic wastes.
The seed sludge was
obtained from
an
organic solid waste
methanogenic digester. This inoculum was
characterized as a good hydrogen producer after a heat pre-treatment. Hydrogen
production was evaluated using glucose as substrate; the effect of initial glucose
concentration on microbial growth and hydrogen production was also studied. The
kinetic parameters obtained
by using the
Monod equation
were μmax=0.101 h-1and ks= 2.56 g/L,
the determination of the kinetic parameters
allowed to establish
the
operational conditions in
continuous culture
for H2 production.
A retention time of
24 h was used during operation of the anaerobic reactor and 10 g/L of glucose was
continuously fed by using a peristaltic pump.
The pseudo-stable state was reached until the third and fourth change of volume obtaining a global yield of 2.1 mol H2/mol glucose in the process,
the
theoretical
maximum H2 yield is 4 mol H2/mol glucose.
Additionally, the feasibility of hydrogen production from vegetable organic
wastes as substrate was evaluated obtaining a maximum production rate of 1.8 mmol H2/day, a hydrogen volume of 310 ml and a removal rate of 25%. In these
experiments, a strong effect of the initial amount of organic matter
over the
hydrogen production
was
determined;
the highest H2 production was obtained with
an initial COD concentration of 35 gCOD/L
