Ensayos BMPLodos y aguas residuales industriales
Waste activated sludge (secondary sludge) — BMP: 12 estudios, media ponderada 151 m³ CH₄/t SV
Waste activated sludge (secondary sludge): 12 registros de datos BMP procedentes de 3 publicaciones, media ponderada 151 m³ CH₄/t SV, rango 53–183.
valoración: negativaCH₄ ≈ 58 % (estimación)
Foto SuSanA Secretariat / Wikimedia Commons, licencia CC BY 2.0, archivo de origen; cambios: recorte
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- Media ponderada
- 151m³ CH₄/t SV
- Rango
- 53–183m³ CH₄/t SV
- Registros
- 12estudios
- Publicaciones
- 3fuentes
- Temperaturas
- 35 °C, 36 °Cdel ensayo
Metano en el biogás
Contenido medio de metano · ≈ 5,8 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 (rico en proteína (clasificación del proceso)) y de los rendimientos de los grupos de compuestos según la FNR.
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: muy bajo (2 m³ CH₄/t); riesgo para el proceso: proteína / nitrógeno, inhibidores. Costes de manipulación: degradación lenta. Bajo potencial combinado con riesgo para el proceso y costes de manipulación.
¿Por qué? Factores de la valoración
Potencial por tonelada −1
- −1potencial 2 m³ CH₄/t de materia fresca (BMP 151 × MS 2,1 % × SV 48 %)
Estabilidad del proceso −1,5
- −1proteína / nitrógeno: riesgo de inhibición por amoníaco con proporciones elevadas
- −0,5inhibidores: naturales o residuales (p. ej. limoneno, polifenoles, antibióticos, metales)
Manipulación y costes −0,5
- −0,5degradación lenta: largo tiempo de retención
Puntos totales: −3 · 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.
Añadir a la calculadora de codigestión Datos CSV
Curvas BMP de 12 estudios
Media ponderada Registros individuales
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 (151); 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
Descargar CSV| Fuente | BMP m³ CH₄/t SV | Temperatura | Muestra | Curva |
|---|---|---|---|---|
| Catenacci et al. (2019) · 1 DOI | 53 | 35 °C · mesófilo | secondary sludge | punto final (curva de modelo) |
| Catenacci et al. (2019) · 2 DOI | 95 | 35 °C · mesófilo | secondary sludge | punto final (curva de modelo) |
| Catenacci et al. (2019) · 3 DOI | 105 | 35 °C · mesófilo | secondary sludge | punto final (curva de modelo) |
| Catenacci et al. (2019) · 4 DOI | 125 | 35 °C · mesófilo | secondary sludge | punto final (curva de modelo) |
| Catenacci et al. (2019) · 5 DOI | 133 | 35 °C · mesófilo | secondary sludge | punto final (curva de modelo) |
| Catenacci et al. (2019) · 6 DOI | 155 | 35 °C · mesófilo | secondary sludge | punto final (curva de modelo) |
| Catenacci et al. (2019) · 7 DOI | 170 | 35 °C · mesófilo | secondary sludge | punto final (curva de modelo) |
| Catenacci et al. (2019) · 8 DOI | 175 | 35 °C · mesófilo | secondary sludge | punto final (curva de modelo) |
| Catenacci et al. (2019) · 9 DOI | 180 | 35 °C · mesófilo | secondary sludge | punto final (curva de modelo) |
| Catenacci et al. (2019) · 10 DOI | 183 | 35 °C · mesófilo | secondary sludge | punto final (curva de modelo) |
| Erden i Filibeli (2010) DOI | 151 | 36 °C · mesófilo | wastewater sludge | punto final (curva de modelo) |
| Nielfa et al. (2015) DOI | 164 | — | Biological sludge (BS) | punto final (curva de modelo) |
| Media ponderada | 151 | media aritmética 141, SD 40 | ||
Composición típica
- Materia seca (MS)
- 2,1% (rango 2,1–2,1)
- Sólidos volátiles (SV)
- 48 % MS (rango 48–48)
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. MS procedente de una única determinación: valor orientativo.
Fuentes: Erden et al. (2010).
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
Codigestión: con qué combinarlo y qué vigilar
- se combina bien
sustratos: rico en grasa — p. ej. Food waste, Spent coffee grounds, Primary sludge, Sunflower seeds, Olive pomace / olive mill solid waste
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
- Davidsson et al. (2008). Co-digestion of grease trap sludge and sewage sludge. Waste Manag.
- Appels et al. (2008). Principles and potential of the anaerobic digestion of waste-activated sludge. Prog. Energy Combust. Sci.
- Rajagopal, Masse, Singh (2013). A critical review on inhibition of anaerobic digestion process by excess ammonia. Bioresour. Technol.
- Chen, Cheng, Creamer (2008). Inhibition of anaerobic digestion process: A review. Bioresour. Technol.
La calculadora de codigestión evaluará una mezcla concreta que contenga este sustrato.
Qué muestra la compilación
La compilación reúne 12 registros del potencial de metano (BMP) del sustrato «Waste activated sludge (secondary sludge)» procedentes de 3 publicaciones publicados en 2010–2019. Los resultados van de 53 a 183 m³ CH₄/t SV y la media ponderada es de 151 m³ CH₄/t SV (media aritmética 141, desviación típica 40).
Los ensayos se realizaron a 35, 36 °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 12 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.
Resultados tras pretratamiento (1): excluidos de la media
| Fuente | BMP m³ CH₄/t SV | Pretratamiento | Muestra |
|---|---|---|---|
| Erden i Filibeli (2010) | 220 | physical | wastewater sludge |
Bibliografía
- Catenacci, A.; Azzellino, A.; Malpei, F. (2019). Development of statistical predictive models for estimating the methane yield of Italian municipal sludges from chemical composition: a preliminary study. Water Science and Technology 79(3), 435–447. DOI: 10.2166/wst.2019.063 DOI
- Erden, G.; Filibeli, A. (2010). Ultrasonic pre‐treatment of biological sludge: consequences for disintegration, anaerobic biodegradability, and filterability. Journal of Chemical Technology & Biotechnology 85(1), 145–150. DOI: 10.1002/jctb.2298 DOI
- Nielfa, A.; Cano, R.; Fdz-Polanco, M. (2015). Theoretical methane production generated by the co-digestion of organic fraction municipal solid waste and biological sludge. Biotechnology Reports 5, 14–21. DOI: 10.1016/j.btre.2014.10.005 DOI
Todas las fuentes del sitio: bibliografía.
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Municipal sewage sludge (mixed) — BMP: 15 estudios, media ponderada 250 m³ CH₄/t SV
250 m³ CH₄/t SV media ponderada de 15 estudios
neutra — valoración editorial para plantas de biogás≈54 %
Pulp residues from paper industry — BMP: 2 estudios, media ponderada 346 m³ CH₄/t SV
346 m³ CH₄/t SV media ponderada de 2 estudios
≈52 %
Dairy wastewater biological sludge — BMP: 2 estudios, media ponderada 293 m³ CH₄/t SV
293 m³ CH₄/t SV media ponderada de 2 estudios
negativa — valoración editorial para plantas de biogás≈66 %
Pulp and paper mill biosludge — BMP: 25 estudios, media ponderada 100 m³ CH₄/t SV
100 m³ CH₄/t SV media ponderada de 25 estudios
negativa — valoración editorial para plantas de biogás≈52 %