Anaerobic digestion in wastewater reactors of separated organic fractions from wholesale markets waste. Compositional and batch characterization. Energy and environmental feasibility

Abstract

La industria alimentaria es uno de los principales sectores industriales de Europa y España, y por tanto uno de los mayores emisores de residuos, especialmente los orgánicos que se pueden clasificar en tres fracciones diferenciadas (frutas y hortalizas, carnes y pescados). Una forma de tratar estos residuos de forma responsable con el medio ambiente, energéticamente sostenible y económicamente rentable es la digestión anaeróbica. El biogás generado se puede utilizar como combustible y fuente de energía renovable (proporcionando una solución al problema energético desde un punto de vista ambiental). Como debe haber una planta de tratamiento de aguas residuales con digestores anaeróbicos en los mercados mayoristas, y si se tratan residuos en ella, estas instalaciones se pueden convertir en generadores de energía. Se ha estudiado que, al ser tratado junto con los lodos de un reactor UASB, el residuo de frutas y hortalizas produce unos 900 ml por 100 g de residuo con un proceso estable y robusto; el residuo cárnico genera 1300 ml de biogás por 100 g con un proceso que se ve levemente afectado por la acumulación de elementos ácidos, internamente revertido por el efecto tampón del amoniaco liberado; y el residuo de pescado genera 700 ml de biogás, pero con muy pocas novelas de metano ya que el proceso se inhibe temprano por la acumulación excesiva de amoniaco. La solución propuesta es positiva y los métodos utilizados para determinarla son novedosos y robustos, como el uso de hidrógeno como indicador de estabilidad del proceso. Se proporciona una caracterización profunda del desarrollo del proceso y se estudia la viabilidad para su aplicación a nivel industrial. Se comprueba así que los mercados mayoristas pueden convertirse en centrales eléctricas de hasta 600 kW, asumiendo una reducción de hasta 70 toneladas de CO2 equivalente (50%) si se utiliza el biogás generado, en sustitución de una fuente convencional como el gas natural.

The food industry is one of the major industrial sectors in Europe and Spain, and therefore one of the major waste emitters, especially organic ones that can be classified into three different fractions (fruit and vegetables, meat and fish). One way to treat this waste environmentally responsible, energy-sustainable and economically cost-effective is anaerobic digestion. The generated biogas can be used as fuel and renewable energy source (providing a solution to the energy problem from an environmental point of view). As there must be a sewage treatment plant with anaerobic digesters in the wholesale markets, and if waste is treated on it, these facilities can be converted into power generators. It has been studied that, when treated along with sludge from a UASB reactor, the residue of fruit and vegetables produces about 900 ml per 100 g of residue with a stable and robust process; the meat residue generates 1300 ml of biogas per 100 g with a process that is slightly affected by the accumulation of acidic elements, internally reversed by the buffer effect of ammonia released; and the fish residue generates 700 ml of biogas, but with very low novels of methane since the process is inhibited early by excessive accumulation of ammonia. The proposed solution is positive, and the methods used to determine it are novel and robust, such as the use of hydrogen as an indicator of process stability. A deep characterization of the development of the process is provided, and feasibility for its application at the industrial level is studied. It is thus proven that wholesale markets can be converted into power generating plants up to 600 kW, assuming a reduction of up to 70 tons of CO2 equivalent (50%) if the generated biogas is used, replacing a conventional source such as natural gas.