Resultados

Las aguas residuales utilizadas en este estudio, fueron colectadas de una industria tequilera ubicada en Jalisco, México. La demanda química de oxígeno (DQO) varió entre 30 y 40 g/L, dependiendo del lote colectado. El reactor fue alimentado con una mezcla diluida, de tal forma que la concentración de la DQO fuera de 5 g/L, de acuerdo con los mejores resultados obtenidos en un estudio anterior.

El reactor se operó por cerca de un año. Se observó que los mejores resultados, en cuanto a la producción de hidrógeno, se obtuvieron con una temperatura de 35 °C y un TRH de 6 horas. Bajo estas condiciones el contenido de hidrógeno en el biogás varió entre 30 y 47 %, lo que es bastante bueno, considerando que las aguas residuales utilizadas son difíciles de degradar. Se obtuvo una velocidad volumétrica de producción de hidrógeno de 58 mL/litro de reactor por hora. Cabe mencionar, que cuando se trabajó con tiempos de residencia hidráulica de 12 h, la producción de hidrógeno disminuyó y se observó la formación de metano. Esto se explica porque al aumentar el TRH se favorece el crecimiento de las baterías metanogénicas. Es notorio aclarar que a 25 °C y 6 h de tiempo de residencia no hubo producción de biogás.

Para todos los casos, la remoción de materia orgánica fue de alrededor de 20%. Las moléculas complejas, que están presentes en el agua residual, fueron transformadas principalmente a ácidos grasos (acético, propiónico y butírico). En teoría, la cantidad de carbono permanece constante, pues solamente hay una oxidación parcial por la extracción del hidrógeno contenido en las moléculas que constituyen el agua residual. El proceso completo de tratamiento seguiría, en este punto, con otro reactor para oxidar este resto de materia orgánica residual. Para ello, estamos estudiando el acoplamiento de un reactor anaerobio que transforma los ácidos grasos a metano. De esta forma, en una primera etapa, por una oxidación parcial, se extrae hidrógeno y en una segunda que llega a la mineralización, por medio de metano.

La figura 2 presenta un resumen de los resultados obtenidos para las cinéticas de producción de hidrógeno a 25 y 35˚C con tiempos de residencia hidráulica (TRH) de 6 y 12h. Se puede observar claramente cómo, bajo las condiciones de 35 °C y un TRH de 6h se produce una mayor cantidad de hidrógeno y a una velocidad mayor. Para comparar los resultados se calculó la velocidad específica de producción de hidrógeno (VEPH) en función del TRH (Tabla 1). Para ello, la velocidad volumétrica de producción se dividió entre la cantidad de biomasa presente en el sistema. Se observa que con TRH menores la VEPH aumenta. El mismo comportamiento se da con la temperatura.

Figura 2. Producción de hidrógeno en función del TRH

Tabla 1. Velocidad específica de producción de hidrógeno en función del TRH y la temperatura