Ensayo potencial bioquímico metanogénico: Una metodología clave para conocer la energía de las biomasas

A nivel mundial, el ensayo del Potencial Bioquímico Metanogénico (PBM) resulta ser una herramienta clave para definir la factibilidad técnica de una planta de biogás, ya que permite cuantificar la máxima producción de metano para un determinado residuo de interés. A pesar de su importancia, existe una amplia variabilidad metodológica, que genera incertidumbres y complejiza la comparación e interpretación de los resultados. En este documento se volcó la información actualizada sobre los factores, condiciones operativas y ambientales que influyen y deben ser consideradas durante el desarrollo del ensayo. Considerando estos conceptos y en función a lo reportado por los más prestigiosos investigadores que desarrollan este ensayo, el Laboratorio de Transformación de Residuos (LTR) perteneciente al Instituto de Microbiología y Zoología Agrícola (IMYZA-INTA) generó un diseño propio de reactores anaeróbicos y realizó el ajuste metodológico para este ensayo. Actualmente se registran más de 30 ensayos realizados con diferentes tipos de biomasas, sostenidos con reportes científicos, tesis de maestrías y doctorados, enmarcados en los proyectos INTA (PNNAT 1128042 y PE-I149) y el proyecto internacional H2020-FERTIMANURE (Carta Acuerdo INTA- Fundación ArgenINTA (FA), SA 27617). Durante los últimos años se incrementaron las plantas de biogás en todo el país, debido principalmente a la implementación del Plan RenovAR (Ministerio de Energía). El crecimiento de esta tecnología generó un incremento en la demanda y el interés para la puesta en valor de esta herramienta clave. Esto impulsó a este equipo de trabajo INTA a generar un documento que contiene las consideraciones y recomendaciones que le servirán al lector como una guía para poder cuantificar el PBM y para que, a futuro, las autoridades regulatorias puedan normalizar y estandarizar esta metodología a nivel nacionalFil: Bres, Patricia. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Microbiología y Zoología Agrícola; ArgentinaFil: Beily, María Eugenia. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Microbiología y Zoología Agrícola; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería; ArgentinaFil: Crespo, Diana. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Microbiología y Zoología Agrícola; Argentina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria. Centro de Investigación en Ciencias Veterinarias y Agronómicas. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular; Argentin

Digestión anaeróbica mesofílica de la fracción orgánica de residuos sólidos domiciliarios: reactor de alimentación semicontínua

Este trabajo se enfocó en el monitoreo de un reactor anaeróbico semicontínuo, alimentado a velocidad de carga constante (VC= 1,1 kgSV m-3d-1), con la fracción orgánica de residuos sólidos domiciliarios y restos de verdulería durante 12 meses. Para ello se midió la producción de biogás y se analizaron en el efluente diferentes variables físicoquímicas y los indicadores de estabilidad (IE): alcalinidad parcial/total (AT) y ácidos grasos volátiles/AT. El rendimiento de biogás fue de 112 lkgSV-1en condiciones normales de temperatura y presión (CNPT), resultando este valor menor al obtenido con otros sustratos en el mismo reactor. Los IE mostraron un buen desarrollo del proceso anaeróbico durante todo el ensayo. Además, los porcentajes de remoción del 77% y 47,5% para la demanda química de oxígeno (DQO) y sólidos volatiles (SV) respectivamente, indicaron una eficiente degradación de la materia orgánica. Sin embargo los altos valores de DQO en el efluente, muestran la necesidad de ser tratado antes de su descarga.The paper reports the follow-up of a semi-continuous anaerobic reactor operation, fed at a constant organic loading rate (OLR) of 1.1kgVSm-3d-1 with both the organic fraction of municipal solid waste (OFMSW) and fruit and vegetable wastes during 12 months. Biogas production, physical-chemical parameters, and stability indicators: partial alkalinity/total alkalinity and volatile fate acid/total alkalinity were measured in the effluents. Total biogas yield was 112 lkgVS-1in normal pressure and temperature conditions (NPTC). This result is lower than the yield attained with other waste sources in the same reactor. Stability indicators showed a well development of the entire anaerobic process. In addition to this, a reduction in COD (chemical oxygen demand), VS (volatile solids) of 77% and 47.5% respectively, denoted an efficient degradation of the organic matter. However, high COD values obtained in the effluents show the need of its treatment before itsfinal disposal.Asociación Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente (ASADES

Ensayo potencial bioquímico metanogénico: una metodología clave para estimar la energía de las biomasas

A nivel mundial, el ensayo del Potencial Bioquímico Metanogénico (PBM) resulta ser una herramienta clave para definir la factibilidad técnica de una planta de biogás, ya que permite cuantificar la máxima producción de metano para un determinado residuo de interés. A pesar de su importancia, existe una amplia variabilidad metodológica, que genera incertidumbres y complejiza la comparación e interpretación de los resultados. En este documento se volcó la información actualizada sobre los factores, condiciones operativas y ambientales que influyen y deben ser consideradas durante el desarrollo del ensayo. Considerando estos conceptos y en función a lo reportado por los más prestigiosos investigadores que desarrollan este ensayo, el Laboratorio de Transformación de Residuos (LTR) perteneciente al Instituto de Microbiología y Zoología Agrícola (IMYZA-INTA) generó un diseño propio de reactores anaeróbicos y realizó el ajuste metodológico para este ensayo. Actualmente se registran más de 30 ensayos realizados con diferentes tipos de biomasas, sostenidos con reportes científicos, tesis de maestrías y doctorados, enmarcados en los proyectos INTA (PNNAT 1128042 y PE-I149) y el proyecto internacional H2020-FERTIMANURE (Carta Acuerdo INTA- Fundación ArgenINTA (FA), SA 27617).Inst. de Microbiología y Zoología Agrícola IMyZAFil: Bres, Patricia. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Microbiología y Zoología Agrícola; ArgentinaFil: Beily, Marí­a Eugenia. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Microbiología y Zoología Agrícola; ArgentinaFil: Crespo, Diana Elvira. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Microbiología y Zoología Agrícola; Argentin

Performance evaluation of anaerobic digestion and co-digestion of solid organic wastes in semicontinuosus reactors

PosterIn recent decades the anaerobic digestion of organic waste is a valid alternative for the production of renewable energies on farm animals. However, this process is vulnerable to inhibition by several factors, namely ammonia (NH3) and ammonium ion (NH4 +). High concentrations of these species, predominantly in monogastric animals (poultry and pig) manure, can seriously challenge anaerobic digestion. Mix of substrates (co‐digestion), dilution of manure and acclimation of microorganism, are some mechanisms studied to avoid the ammonia inhibition. The objective of the present research was to evaluate the performance of anaerobic digestion of cattle manure, poultry manure and the co‐digestion of this waste with fruit and vegetable waste.Instituto de Ingeniería RuralFil: Bres, Patricia Alina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto De Investigación Microbiología y Zoología Agrícola; ArgentinaFil: Bres, Patricia Alina. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Ingeniería Ambiental; ArgentinaFil: Beily, María Eugenia. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto De Investigación Microbiología y Zoología Agrícola; ArgentinaFil: Butti, Mariano. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Ingeniería Rural; ArgentinaFil: Prieto, Matías Fernando. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto De Investigación Microbiología y Zoología Agrícola; ArgentinaFil: Candal, Roberto Jorge. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Ingeniería Ambiental; ArgentinaFil: Crespo, Diana Elvira. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto De Investigación Microbiología y Zoología Agrícola; Argentin

Monitoreo de un reactor anaeróbico semi-continuo para el tratamiento de la fracción orgánica de los residuos sólidos urbanos : Parte II

El objetivo de este trabajo fue el monitoreo del proceso degradativo en un reactor anaeróbico de 14,7 m3 alimentado con una mezcla de la fracción orgánica de residuos sólidos urbanos (FORSU) y residuos de cereales (H-S) durante 8 meses. Se determinó la producción de biogás y pH, CE, ácido grasos volátiles (AGV), alcalinidad parcial (AP), total (AT) y los indicadores de estabilidad (alfa y AGV/AT) en el efluente. Además, se determinaron la DBO, DQO, NTK, NH4⁺, %ST, %SV y diferentes iones en la CD. Los resultados mostraron una producción de 150,02 l de biogás por kg SV agregados, trabajándose en condiciones estables durante todo el proceso, excepto en los meses 5 y 8, pudiendo evidenciarse la sensibilidad de los indicadores de estabilidad del proceso. Las características del efluente demostraron la necesidad de un tratamiento antes de la disposición final del agua residual en el suelo o en un cuerpo de agua.The aim of this work was to monitor the degradation process in a 14,7 m3 anaerobic reactor fed with a mixture of the organic fraction of municipal solid waste (OFMSW) and cereals waste (CW) for eight months. Biogas production and the chemical parameters pH, conductivity (CE), volatile Fatty Acids (VFA), partial alkalinity (PA), total (TA) and indicators of stability (alpha and VFA/AT) were determined. Furthermore, the BOD, COD, TNK, NH4⁺, %TS, %VS and different ions in the CD were measured. The results showed a biogas production of 150 lKgSV-1, working in a stable condition throughout the process, except in the months 5 and 8, demonstrating the sensitivity of indicators of process stability. The characteristics of the effluent showed the need for treatment before the final disposal of waste water in the soil or in surface water.Asociación Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente (ASADES

Relationships among Physicochemical, Microbiological, and Parasitological Parameters, Ecotoxicity, and Biochemical Methane Potential of Pig Slurry

Background: Pig slurry can negatively impact on the environmental, animal, and human health. Knowing the relationship between the organic and inorganic loads, pathogens, and toxicity allows identifying the main parameters to be removed or treated before final disposal. The aim of this study was to evaluate the relationships between the physicochemical properties, microbiological, and parasitological content, ecotoxicological effects, and biochemical methane potential (BMP) of pig slurries. Methods: Ten pig slurry samples at two production stages were characterized and a BMP test at two substrate/inoculum (S/I) ratios was conducted to compare the methane yields. Results: We found high content of Cu, Zn, quaternary ammonium, pathogenic microorganisms (E. coli and Salmonella), and parasites (Trichuris and Trichostrongylus). Toxicity on lettuce, radish, and Daphnia was observed with a slurry concentration greater than 1.35%. Positive correlations were found between toxicity on Daphnia and chemical oxygen demand (COD), sulfate, Zn, and Cu, as well as between phytotoxicity and COD, NH4, Na, K, and conductivity. The lowest S/I ratio showed 13% more methane yield. It was associated with high removals of COD and volatile fatty acids. Conclusions: We recommend using a low S/I ratio to treat pig slurry as it improves the efficiency of the anaerobic process.Instituto de Microbiología y Zoología Agrícola (IMYZA)Fil: Beily, María Eugenia. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Microbiología y Zoología Agrícola; ArgentinaFil: Young, Brian Jonathan. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Microbiología y Zoología Agrícola; ArgentinaFil: Bres, Patricia Alina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Microbiología y Zoología Agrícola; ArgentinaFil: Riera, Nicolas Iván. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Microbiología y Zoología Agrícola; ArgentinaFil: Wang, Wenguo. Biogas Institute of Ministry of Agriculture and Rural Affairs. Key Laboratory of Development and Application of Rural Renewable Energy; ChinaFil: Crespo, Diana Elvira. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Microbiología y Zoología Agrícola; ArgentinaFil: Komilis, Dimitrios. Democritus University of Thrace. Department of Environmental Engineering; Greci

Evaluation of compost of swine waste as amendment for production of cut wallflowers (Matthiolaincana)

The intensification of swine production systems generates accumulation of manure, which if not stabilized can generate negative impact on the environment. At the same time, the demand for organic materials to amend the soil for the production of cut flowers has increased. The objective of the work was to evaluate the use of swine compost as an amendment in different proportions through the growth of wallflowers (Matthiolaincana). The trial consisted of four treatments with three repetitions each: T1: 15l/m2 , T2: 30l/m2 , T3: 60 l/m2 and T4: no incorporation of compost. A 12m x 1m flowerbed was used, divided into 12 experimental units. Phosphorus (P), calcium (Ca), magnesium (Mg), potassium (K), nitrates (NO3 - ), pH and electrical conductivity (EC) in a ratio of 1 / 5 (v/v sample / water), and organic matter (OM) were analyzed for each treatment. In addition compost quality and the presence of Escherichia coli and Salmonella spp. were also analyzed. The carbon / nitrogen (C / N) ratio of the compost was 14.1 and the respirometric index (IRE) of 0.55 mg O2 g -1 MO h-1 According to the TMECC (2001)[1], these values establish that the compost was stable and mature, on the other hand, the absence of pathogens E. coli and Salmonella ssp. was verified. The high electrical conductivity (CE) (5.53 dS.m-1 ) and the high concentration of sodium (11464 mg/l) in the compost were limiting for the development of wallflower (wallflower plant). The amendment with doses superior to 30 l/m 2 , caused a reduction of the growth and consequently lower quality of the floral stick. The evaluated swine compost is viable as an amendment to produce cut wallflowers up to 15l/m2.Inst. de Microbiología y Zoología Agrícola IMyZAFil: Riera, Nicolas Iván. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Microbiología y Zoología Agrícola; ArgentinaFil: Barbaro, Lorena Alejandra. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Floricultura; ArgentinaFil: Karlanian, Monica. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Floricultura; ArgentinaFil: Beily, Marí­a Eugenia. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Microbiología y Zoología Agrícola; ArgentinaFil: Rizzo, Pedro Federico. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Microbiología y Zoología Agrícola; ArgentinaFil: Crespo, Diana Elvira. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Microbiología y Zoología Agrícola; ArgentinaFil: Giuffré, Lidia. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Agronomía, Departamento de Recursos Naturales, Medio Ambiente. Cátedra de Edafología; Argentin

Monitoreo de reactor anaeróbico semi-continuo para el tratamiento de residuos de cereales : Parte I

Este trabajo se focalizó en el monitoreo del proceso degradativo en un reactor anaeróbico de 14,7 m3 alimentado con un residuo de cereales, con velocidades de carga (VC) variables durante 7 meses. El efluente fue tratado por tres piletas en serie como sistema de tratamiento (ST), reutilizándose el agua tratada dentro del reactor. Se determinó la producción de biogás acumulada (PA) y diferentes parámetros físicoquímicos en el efluente y su ST. Los resultados mostraron una PA de 217 lKgSV-1 al mes 7, trabajándose en condiciones estables durante todo el proceso, según las variables analizadas. El efluente mostró valores altos de DBO, DQO y NH4⁺, removiéndose un 82%, 83% y 84% respectivamente con el ST. La CE se incrementó en el tiempo, probablemente debido a la recirculación del efluente y como consecuencia del incremento de la alcalinidad. Las características del efluente mostraron que puede ser riesgosa su utilización como riego.This work was focused on monitoring the degradation process in a 14.7 m3 anaerobic reactor fed with cereals waste, with different loading rate for seven months. The effluent was treated by a treatment system (TS) consisted in three ponds in series; the treated water was reused in the reactor. The cumulative biogas production (CBP) and different physicalchemical parameters in the effluent and in the TS were determined. The results showed a CBP of 217 lKgVS-1 up to month 7, working in a stable condition throughout the process, according to the variables analyzed. The effluent showed high values of BOD, COD and NH4⁺, removing 82%, 83% and 84% respectively in the TS. The CE was increased, probably due to the recirculation of the effluent and as a result of the increase in the alkalinity. However, the characteristics of this effluent showed that can be risky to use as irrigation.Asociación Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente (ASADES

Dinámica del nitrógeno y el fósforo de un efluente y un digerido porcino en ensayos de incubación utilizando sustrato sin suelo

PosterLa producción de digeridos durante el tratamiento de estiércoles animales presenta una gran perspectiva debido a que puede ser utilizado como suplemento de la fertilización inorgánica debido a su contenido en macro nutrientes (N-P-K) y micro nutrientes (Mg, Zn, Cu). Estudios realizados a lo largo del tiempo demuestran que el nitrógeno presente en digeridos se presenta en forma amoniacal mientras que la mineralización del fósforo orgánico presente puede ser el principal mecanismo de liberación de P en suelo. No obstante, son pocos los trabajos que han estudiado la dinámica del N y P en medios diferentes al suelo como sustratos. Es por ello, que el objetivo de este trabajo fue evaluar la dinámica del N y del P de un efluente (EP) y un digerido porcino (DP), sobre un sustrato orgánico, en incubaciones de microcosmos a escala de laboratorio.Fil: Vila Moret, Marcos. Universidad Católica Argentina; Facultad de Ingeniería y Ciencias Agrarias, ArgentinaFil: Belly, María Eugenia. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Microbiología y Zoología Agrícola. Laboratorio de Transformación de Residuos; ArgentinaFil: Rubio, Esteban Julian. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Floricultura; ArgentinaFil: Karlanian, Mónica N. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Floricultura; ArgentinaFil: Riera, Nicolas Iváno. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Microbiología y Zoología Agrícola. Laboratorio de Transformación de Residuos; Argentin

Relationships among Physicochemical, Microbiological, and Parasitological Parameters, Ecotoxicity, and Biochemical Methane Potential of Pig Slurry

Background: Pig slurry can negatively impact on the environmental, animal, and human health. Knowing the relationship between the organic and inorganic loads, pathogens, and toxicity allows identifying the main parameters to be removed or treated before final disposal. The aim of this study was to evaluate the relationships between the physicochemical properties, microbiological, and parasitological content, ecotoxicological effects, and biochemical methane potential (BMP) of pig slurries. Methods: Ten pig slurry samples at two production stages were characterized and a BMP test at two substrate/inoculum (S/I) ratios was conducted to compare the methane yields. Results: We found high content of Cu, Zn, quaternary ammonium, pathogenic microorganisms (E. coli and Salmonella), and parasites (Trichuris and Trichostrongylus). Toxicity on lettuce, radish, and Daphnia was observed with a slurry concentration greater than 1.35%. Positive correlations were found between toxicity on Daphnia and chemical oxygen demand (COD), sulfate, Zn, and Cu, as well as between phytotoxicity and COD, NH4, Na, K, and conductivity. The lowest S/I ratio showed 13% more methane yield. It was associated with high removals of COD and volatile fatty acids. Conclusions: We recommend using a low S/I ratio to treat pig slurry as it improves the efficiency of the anaerobic process.Instituto de Microbiología y Zoología Agrícola (IMYZA)Fil: Beily, María Eugenia. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Microbiología y Zoología Agrícola; ArgentinaFil: Young, Brian Jonathan. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Microbiología y Zoología Agrícola; ArgentinaFil: Bres, Patricia Alina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Microbiología y Zoología Agrícola; ArgentinaFil: Riera, Nicolas Iván. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Microbiología y Zoología Agrícola; ArgentinaFil: Wang, Wenguo. Biogas Institute of Ministry of Agriculture and Rural Affairs. Key Laboratory of Development and Application of Rural Renewable Energy; ChinaFil: Crespo, Diana Elvira. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Microbiología y Zoología Agrícola; ArgentinaFil: Komilis, Dimitrios. Democritus University of Thrace. Department of Environmental Engineering; Greci