Resultados Granja Porcina SRS
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Resultados Granja Porcina SRS
SRS es una granja de cerdos ubicada en Puebla, México, con un flujo diario de alrededor de 45 metros cúbicos y una laguna que se vacía una vez por año. El sistema WA instalado se compone de un selector de bacterias y una circulador. En total 6 hp y una inversión de 40,000.00 USD. Estos son los parámetros logrados, tomados en un periodo desde el 1 de septiembre del 2014 hasta el 19 de enero del 2015 (ver Anexo). 1,000,000,000.00 900,000,000.00 800,000,000.00 700,000,000.00 600,000,000.00 500,000,000.00 400,000,000.00 300,000,000.00 200,000,000.00 100,000,000.00 - Coliformes Fecales 70,000.00 60,000.00 50,000.00 40,000.00 DQO 30,000.00 SST 20,000.00 10,000.00 9/1/14 11/18/2014 1/19/15 1,800.00 1,600.00 1,400.00 1,200.00 Grasas Y Aceitas 1,000.00 800.00 Nitrogeno 600.00 Fosforo 400.00 200.00 9/1/14 11/18/2014 1/19/15 A la laguna entran y salen los siguientes parámetros: 60,000 1,000 1.1 1,649 785 4.57 45,000 2,655 2,921 39 178 3 ,0 9 8 6 SRS OXYGEN mg/L BOD IN mg/LBOD OUT kg O2 per kg BOD reduced mg/L TN IN mg/L TN OUT kg O2 per kg TN reduced flow Liters per day kg bod reduced per day kg O2 predicted for BOD reduction kg TN reduced per day kg O2 predicted for TN reduction O2 pr e dict e d a s be ing ne e de d hp use d Los beneficios logrados se explican a continuación, en el texto existen links que envían a paginas externas donde se explica el termino subrayado. ELIMINACIÓN DE LODOS Los lodos se digiere rápidamente debajo de cada una de las máquinas. Esta digestión de los lodos realizado debajo cada máquina, crea una forma de tazón en constante expansión en el lodo, el centro de la taza esta directamente debajo de cada máquina. El perímetro de la taza se expande continuamente como el lodo que lo rodea se desliza hacia abajo en el recipiente, esto es un fenómeno conocido como mass wasting. Esta taza contiene una sopa de microbios interdependientes con una primer orden de realizar la licuefacción de lodos, mismos lodos que hace poco se deslizaron hacia abajo en la depresión, y son recogidos directamente desde debajo de la máquina y se separa mediante decantación o (elutriation en ingles), "las partículas más pequeñas o más ligeras se elevan a la parte superior (desbordamiento) debido a que sus velocidades de sedimentación terminales son inferiores a la velocidad del fluido ascendente”. Las partículas más pesadas caen más pronto y más cerca del centro en el que la fuerza hacia arriba es más fuerte, las partículas de menor peso se caen más arriba, más cerca de la superficie, y más lejos del centro y con una fuerza hacia arriba. El agua limpia más ligera recorre todo el camino hasta el interior de la máquina y desde allí es empujado a lo largo de la capa superior de la laguna. La gravedad y la fuerza centrífuga tiran las piezas levantadas de los lodos del vortex hacia arriba y caen en la laguna rompiéndose en pedazos más pequeños y más pequeños, como meteoros rompiendose y desintegrándose cuando chocan con las partículas de la atmósfera. Como los trozos de lodo se disocian a medida que se hacen más pequeños, su área de superficie (biofilm) se convierte proporcionalmente mayor, aumentando la velocidad de hydrolysis; el proceso por el cual las enzimas, usando agua como una cuña, rompen las moléculas, principalmente los hidratos de carbono, pero también proteínas, y lípidos en sus moléculas constituyentes, que en el caso de los hidratos de carbono son moléculas de azúcar. La hidrólisis, el primer paso de la cascada bioquímica, es seguido por la acidogenesis,, en el que estos azúcares se consumen y se realiza la producción de ácidos orgánicos, que a su vez se consumen (acetogenesis), y produciendo ácidos acéticos que a su vez son consumidos y la producción de CH4 (methanogenesis). CH4, se forma a lo largo de la laguna. Cuando se forma en el interior de las recién creadas capas de lodos, que se forman continuamente a medida que los microbios hambrientos llueven sobre todo el manto de lodo y también como las paredes del vortex se deslizan hacia abajo haciendo el tazón mas grande debajo de la máquina. Cuando suficiente metano se forma desde dentro y debajo de las capas de lodo, el metano recoge literalmente las capas de lodo. La mayor parte de estas alfombras de lodo flotantes no logran atravesar la pynocline(s) producida. Aquellos que la logran atravesar, y recorren todo el camino hasta la superficie de la laguna, se desintegran cuando el calor del sol expande el metano causando que los lodos se rompan en pequeños pedazos, y en la laguna con los microbios hambrientos que repiten la cascada bioquímica. NO FORMACIÓN DE LODOS El Carbono eventualmente sale del sistema como CH4. C6H12O6 = 3CO2 + 3CH4. El CO2 podría salir como gas, pero es más probable que se consume en una de una variedad de reacciones incluyendo, CO2 + H2 → 4 CH4 + 2H2O. En varias ocasiones, el carbono se convierte en microbios, CaCO3 y HCO3 / CO23 hasta salir como CH4. BICARBONATOS EN EL BUFFERING SYSTEM DE PH http://en.wikipedia.org/wiki/Bicarbonate La primera cosa a recordar es que el CO CO32- + 2 H2O HCO3- + H2O + OH- H2CO3 2 OHH2CO3 + 2 H2O HCO3- + H3O + + H2O CO32- + 2 H3O +. HIDROGENO Y AUTO CONTROL DE PH En el sistema WA, no hay lodos debido a que el 100% de los orgánicos entrantes se convierten en CH4. La razón por la que se forman lodos en todos los otros sistemas es porque no hay hidrógeno suficiente en el momento correcto y lugar adecuados, para combinar con cada molécula de carbono necesaria para formar CH4. La razón de que esto es cierto, que el hidrógeno es limitado, es que el hidrógeno que se forma H2S, (sulfuro de hidrógeno), sale del sistema y por lo tanto no está disponible para formar CH4. En el sistema WA, H2S nunca se forma porque la bacteria que produce H2S, y compite con acetógenos y metanógenos por el hidrógeno, son asesinados por las muy pequeñas cantidades de oxígeno que el patrón de flujo de cada máquina introduce continuamente a través de la laguna. Por la misma razón, que es que el hidrógeno forma CH4 en lugar de H2S, el pH siempre se auto-neutraliza. ¿Qué sucede, por ejemplo, en un entorno de bajo pH?, Aquí los ácidos son, literalmente comidos, y el hidrógeno forma H2O y CH4, elevando el pH. Y al hacerlo, el DBO / DQO se reduce continuamente. ELIMINACIÓN BIOLÓGICA DE NUTRIENTES Gran parte de la siguiente se toma de " DESIGN AND RETROFIT OF WASTEWATER TREATMENT PLANTS FOR BIOLOGICAL NUTRIENT REMOVAL VOLUME 5." Publicado en 1992 por Water Quality Management Library, Pensylvania U. S. A. ISBN 87762-922-6. La eliminación de nutrientes, elimina el nitrógeno y el fósforo simultáneamente con el DBO y DQO. Se estima que 8,6 mg de COD reduce 1 mg de nitrato de nitrógeno y que 50 mg de DQO reduce 1 mg de fósforo. La reducción de nitrógeno se produce por dos procesos, la asimilación de nitrógeno en los cuerpos vivos y la reducción de nitrógeno en gas nitrógeno, que regresa a la atmósfera. NH4 + 1.8O2 + 1,98 HCO3 (reduciendo así la DBO / DQO y alcalinidad) -> .21C5H7O2N (nuevos cuerpos vivos) + .98NO3 + 1.041 H2O (el agua se produce en cada reacción) + 1,88 H2CO3 (un ácido débil que puede ser pensado como una forma de CO2 en el agua). NO3 producido, se puede combinar entonces con el ácido acético producido, que es una forma de COD, de la siguiente manera: 5CH3COOH + 8NO3 -> 4N2 + 10CO2 + 6H2O + 80H. DQO se consume cuando las células se cultivan usando nitrógeno NH4 y el NO3 como el aceptor final de electrones. (CH2O + .771NO3 + 0,069 + 0,232 NH4 HCO3 + .011H -> .429C5H7O2N + 0,798 CO2 + N2 + 0.635 161 H2O.), Así como cuando NO2 es el donante de electrones. (NO2 + 0.001 NH4 + 0.014 + H2CO3 .OO3 HCO3 + 0.339 O2 -> 0.006 C5H7O2N + 0.003 + 1.348 H2O NO3). https://books.google.com.gt/books?id=stjLBQAAQBAJ&pg=PA88&lpg=PA8 8&dq=mg+nitrogen+reduced+per+mg+of+COD&source=bl&ots=rY9VGAdq F3&sig=NgCj_WlypgADGj3q6qYil4DkZ38&hl=en&sa=X&ei=k2bzVJGPG46yyAT Wm4GgCg&redir_esc=y#v=onepage&q=mg%20nitrogen%20reduced%20p er%20mg%20of%20COD&f=false La reducción de fósforo se hace en dos procesos, la cristalización/precipitación y la asimilación de cuerpos vivos, especialmente Acinetobacter que utilizan NO3 y CH3OOH como un aceptor de electrones en el sistema WA. Por lo tanto Acinetobacter reduce la BOD / COD especialmente en la forma de ácidos acéticos, ya que en la metabolización de fósforo, se estima que por cada 1 mg de fósforo retira DQO se reduce en 50 mg. http://www.wrc.org.za/Knowledge%20Hub%20Documents/Water%20SA%20 Journals/Manuscripts/1986/WaterSA_1986_12_0419.PDF LA MARAVILLOSA VIDA DEL CARBONATO DE CALCIO El carbonato de calcio se forma en muchas formas y es un factor clave en nuestro sistema WA. Ca + C + 1.5 O2 -> CaCO3 CaO + H2O --> Ca (OH)2 Ca (OH)2 + CO2 --> CaCO3 + H2O Ca + CO3 -> CaCO3 Ca + H2O + 2NH3 + CO2 -> CaCO3 + 2NH4 Una vez formados, el CaCO3 se hunde y forma una bio-capa de pH neutro que no es afectada por el pH del agua a sus alrededores. En este ambiente de pH neutral y estable, el ácido acético y el metano se produce convirtiendo todos los ácidos (incluido el CO2) en agua y metano, para eventualmente neutralizar la laguna entera y reducir el DBO y DQO. SRS Hog Farm Results at the beginning ! ! ! SRS Hog Farm Results 4 months after ! ! SRS Hog Farm Results 90 days after ! ! !