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Ensayos BMPLodos y aguas residuales industriales

Dairy wastewater biological sludge — BMP: 2 estudios, media ponderada 293 m³ CH₄/t SV

Dairy wastewater biological sludge: 2 registros de datos BMP procedentes de 2 publicaciones, media ponderada 293 m³ CH₄/t SV, rango 125–461.

valoración: negativaCH₄ ≈ 66 % (estimación)

Publicado Actualizado 2 min de lecturaRedacción FeedstockData

Foto Wehrle Werk AG / Wikimedia Commons, licencia CC BY-SA 4.0, archivo de origen; cambios: recorte

Media ponderada
293m³ CH₄/t SV
Rango
125–461m³ CH₄/t SV
Registros
2estudios
Publicaciones
2fuentes
Temperaturas
35 °C, 37 °Cdel ensayo

Metano en el biogás

Alto contenido de metano · ≈ 6,6 kWh/m³ de biogás

estimación según el tipo de sustrato Los estudios recopilados no contienen ninguna medición. El intervalo se deduce de la composición aproximada (proteína a partir del nitrógeno total (N 5,6 % MS × 6,25); rico en grasa (clasificación del proceso)) y de los rendimientos de los grupos de compuestos según la FNR.

Cómo lo calculamos y qué significan las zonas

Valoración para plantas de biogás

negativa — valoración editorial para plantas de biogásPuede poner en peligro la estabilidad del proceso: no merece la pena aceptarlo ni siquiera con un pago elevado

Potencial por tonelada de materia fresca: bajo (22 m³ CH₄/t); riesgo para el proceso: grasas, proteína / nitrógeno, inhibidores. Sin requisitos adicionales de manipulación. Bajo potencial combinado con riesgo para el proceso y costes de manipulación.

¿Por qué? Factores de la valoración

Potencial por tonelada 0

  • ±0potencial 22 m³ CH₄/t de materia fresca (BMP 293 × MS 9,4 % × SV 81 %)

Estabilidad del proceso −2

  • −1grasas: riesgo de acumulación de ácidos grasos de cadena larga (LCFA), flotación y sobrecarga
  • −0,5proteína / nitrógeno: riesgo de inhibición por amoníaco con proporciones elevadas
  • −0,5inhibidores: naturales o residuales (p. ej. limoneno, polifenoles, antibióticos, metales)

Manipulación y costes 0

  • 0sin factores

Puntos totales: −2 · umbrales: ≥ 2,5 muy buena, ≥ 1 buena, por debajo: neutra; negativa si hay riesgo acumulado para el proceso.

Bajo potencial combinado con riesgo para el proceso y costes de manipulación.

Valoración editorial según la metodología · fiabilidad de la valoración: baja · sin tener en cuenta los precios de mercado

Añadir a la calculadora de codigestión Datos CSV

Curvas BMP de 2 estudios

Media ponderada Registros individuales

Curvas BMP: Dairy wastewater biological sludgeProducción acumulada de metano a lo largo del tiempo para 2 registros y la media ponderada de 293 m³ CH₄/t SV. 2 de las curvas son curvas de modelo (cinética de primer orden).01002003004005000510152025303540tiempo [d]m³ CH₄/t SVRico et al. (2014): 125 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)Browne et al. (2013): 461 m³ CH₄/t SV (curva de modelo)media293

Las líneas discontinuas son una curva de modelo (cinética de primer orden, B(t) = B₀·(1 − e−kt)); el punto final procede de la publicación. Todas las curvas son curvas de modelo.

Producción acumulada de metano a lo largo del ensayo [m³ CH₄/t SV]. La línea gruesa es la media ponderada de todos los registros (293); los puntos marcan los valores finales indicados en las publicaciones. Sitúe el cursor sobre el gráfico para leer los valores; haga clic en un elemento de la leyenda para ocultar o mostrar un registro.

Registros y fuentes

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FuenteBMP
m³ CH₄/t SV		TemperaturaMuestraCurva
Rico et al. (2014) DOI12535 °C · mesófilodewatered biological sludge from dairy factory (DSL1)punto final (curva de modelo)
Browne et al. (2013) DOI46137 °C · mesófilobio treatment sludge from cheese processingpunto final (curva de modelo)
Media ponderada293media aritmética 293, SD 238

Composición típica

Materia seca (MS)
9,4% (rango 9,4–9,4)
Sólidos volátiles (SV)
81 % MS (rango 81–81)
Nitrógeno
5,6 % MS
Relación C/N
7,8

Mediana y rango de las determinaciones indicadas en las publicaciones en que se basan los registros BMP de este sustrato (leídas de: MY-D); materia seca: 1 determinación, sólidos volátiles: 1 determinación. La relación C/N se calculó como cociente entre los contenidos de C y N (% MS) de la misma fuente. MS procedente de una única determinación: valor orientativo.

Fuentes: Browne et al. (2013).

La composición de la materia prima varía entre lotes: para los cálculos de la planta utilice un análisis de su propia muestra. La calculadora inserta automáticamente valores típicos.

Propiedades del proceso

  • rico en grasa
  • rico en proteína
  • composición variable
  • contiene inhibidores
  • clasificación editorial

Baja fiabilidad: la descripción se basa en características generales del grupo de sustratos, no en estudios de este material. Considérela una indicación que debe verificarse.

Codigestión: con qué combinarlo y qué vigilar

Dosificación

Introduzca el sustrato gradualmente, empezando con una dosis pequeña y vigilando el proceso (p. ej. FOS/TAC, pH, composición del gas).

Fuentes de los datos del proceso

  1. Hagos et al. (2017). Anaerobic co-digestion process for biogas production: progress, challenges and perspectives. Renew. Sustain. Energy Rev.
  2. Weiland, P. (2010) Biogas production: current state and perspectives. Applied Microbiology and Biotechnology
  3. Long et al. (2012). Anaerobic co-digestion of fat, oil, and grease (FOG): A review of gas production and process limitations. Process Saf. Environ. Prot.
  4. Chen, Cheng, Creamer (2008). Inhibition of anaerobic digestion process: A review. Bioresour. Technol.
  5. Appels et al. (2008). Principles and potential of the anaerobic digestion of waste-activated sludge. Prog. Energy Combust. Sci.

La calculadora de codigestión evaluará una mezcla concreta que contenga este sustrato.

Qué muestra la compilación

La compilación reúne 2 registros del potencial de metano (BMP) del sustrato «Dairy wastewater biological sludge» procedentes de 2 publicaciones publicados en 2013–2014. Los resultados van de 125 a 461 m³ CH₄/t SV y la media ponderada es de 293 m³ CH₄/t SV (media aritmética 293, desviación típica 238).

Los ensayos se realizaron a 35, 37 °C (régimen: mesófilo). Las diferencias de temperatura, inóculo, duración del ensayo y preparación de la muestra son causas habituales de la dispersión de resultados entre laboratorios.

En 2 registros la publicación solo indica el valor final. La línea del gráfico es entonces una curva de modelo (cinética de primer orden) y sirve únicamente para comparar formas: solo el punto final procede de la publicación.

Cómo utilizar estos datos

El BMP describe el potencial obtenido en un ensayo discontinuo en condiciones de laboratorio. En una planta a escala real, el rendimiento depende además del tiempo de retención, la carga del digestor, la mezcla y la composición de la alimentación. Para los cálculos preliminares conviene utilizar la media ponderada y, para evaluar el riesgo, todo el rango de resultados. Al planificar una alimentación concreta, merece la pena encargar un ensayo BMP propio con una muestra representativa.

La metodología en breve

El BMP es la cantidad de metano obtenida a partir de los sólidos volátiles (SV) en un ensayo discontinuo, expresada en m³ de CH₄ por tonelada de SV (numéricamente igual a NmL CH₄/g SV en las publicaciones) y convertida a condiciones normales (0 °C, 101,325 kPa). La media ponderada asigna a cada publicación un peso total de 1, repartido a partes iguales entre sus resultados para el sustrato: un artículo que ensaya veinte variedades no pesa más que uno con una sola muestra. En los programas interlaboratorio la unidad es el laboratorio (peso total 1) y, dentro de él, el peso de un ensayo crece con el número de botellas (réplicas). Los resultados posteriores a un pretratamiento (p. ej. térmico, químico o enzimático) se muestran por separado y no se incluyen en la media.

Las líneas continuas son curvas medidas en los ensayos. Cuando una publicación solo indica el resultado final, dibujamos un modelo cinético de primer orden, B(t) = B₀·(1 − e−kt): solo el punto final procede de la publicación y la forma de la curva es una mera visualización; no debe leerse en ella la producción de un día concreto. Para este sustrato se supuso k = 0,091 d−1 (no hay datos cinéticos del grupo; se utilizó la mediana de todas las constantes de velocidad k disponibles (93 valores)).

Las estadísticas describen la dispersión de los resultados publicados: una compilación descriptiva, no un metaanálisis ni una garantía del rendimiento de la planta.

Metodología completa y política de correcciones

Bibliografía

  1. Rico, C.; Diego, R.; Valcarce, A.; Rico, J.L. (2014). Biogas Production from Various Typical Organic Wastes Generated in the Region of Cantabria (Spain): Methane Yields and Co-Digestion Tests. Smart Grid and Renewable Energy 05(06), 128–136. DOI: 10.4236/sgre.2014.56012 DOI
  2. Browne, J.D.; Allen, E.; Murphy, J.D. (2013). Evaluation of the biomethane potential from multiple waste streams for a proposed community scale anaerobic digester. Environmental Technology 34(13-14), 2027–2038. DOI: 10.1080/09593330.2013.812669 DOI

Todas las fuentes del sitio: bibliografía.

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