TRATAMIENTO DE RESIDUOS

1. BIORREACTORES Y BIODIGESTORES EN EL
TRATAMIENTO DE RESIDUOS SOLIDOS

2. DEFINICION :
Un digestor de desechos orgánicos o
biodigestor es, en su forma más simple, un
contenedor cerrado, hermético e
impermeable (llamado reactor), dentro del
cual se deposita el material orgánico a
fermentar (excrementos de animales,
desechos vegetales) en determinada
dilución de agua para que a través de la
fermentación anaerobia se produzca gas
metano y fertilizantes orgánicos ricos en
nitrógeno, fósforo y potasio, y además, se
disminuya el potencial contaminante de los
excrementos.

3. CLASES DE BIODIGESTORES
Biodigestores de flujo discontinuo
La carga de la totalidad del material a
fermentar se hace al inicio del proceso y
la descarga del efluente se hace al
finalizar el proceso.
El biodigestor tubular es una manga
hermética cerrada de forma cilíndrica,
fabricada en material de geomembrana
de PVC con alta protección a la acción de
los rayos ultra violeta, impermeable al
agua y baja permeabilidad a los gases.

4. Biodigestores de flujo semicontinuo
La carga del material a fermentar y
la descarga del efluente se realiza
de manera continua o por
pequeños baches (ej. una vez al
cada 12 horas) durante el proceso,
que se extiende indefinidamente a
través del tiempo; De cúpula fija
(chino) Y de cúpula móvil o flotante
(hindú).
Biodigestor chino
CLASES DE BIODIGESTORES

5. Biodigestor hindú
CLASES DE BIODIGESTORES

6. IMPORTANCIA
Su importancia radica en el
aprovechamiento de los desperdicios para
producir energía renovable y de bajo
costo. El fertilizante que se produce es
excelente y tal vez más fácil de aprovechar
que el gas. El biodigestor procesa los
residuos orgánicos y acumula en un
compartimento todo el gas obtenido, es
lo que se denomina comúnmente Biogás
siendo absolutamente apto para
abastecer cualquier artefacto que se
tenga en la casa o en el campo, llámense
estos: cocina, horno, termotanque,
estufas, lámparas o cualquier otro que
funcione con gas envasado o de red.

7. IMPORTANCIA
Es la mezcla gaseosa
producida por la
descomposición de la
materia orgánica en
condiciones
anaeróbicas.
BIOGÁS
Puede ser usado para
calefacción y generación
de energía eléctrica,
considerándose una
fuente de Energía
Renovable No
Convencional (ERNC).
En el proceso de la digestión
anaeróbica y la producción de
biogás deja como un lodo
compuesto por el material no
atacado por las bacterias, conocido
también como efluente este
constituye un fertilizante orgánico
de muy buena calidad .
BIOFERTILIZANTE
EL cual aporta nutrientes para
las plantas, tanto para áreas
verdes urbanas y Cultivos
agrícolas en general

8. IMPORTANCIA

9. VENTAJAS Y DESVENJATAS
• REAPROVECHAR LOS RISIDUOS DE
ORIGEN ORGANICO
• Es una energía renovable y
sustentable
• Aprovecha la producción natural del
biogás.
• Es posible utilizar los productos
secundarios como abono o
fertilizante.
• Evita el uso de leña local, así
reduciendo la presión sobre los
recursos forestales.
• Fomenta el desarrollo sustentable.
se soluciona el problema de los
insectos, se evita la
contaminación de las napas de
agua. En el campo, se eliminan
en un 80% los olores
indeseables provenientes de las
heces de animales, con el
importante valor agregado de la
drástica reducción de las
enfermedades causadas por
roedores e insectos.
VENTAJAS VENTAJAS

10. VENTAJAS Y DESVENJATAS
• Idealmente, la ubicación
debe de estar cerca de
donde se recolecta la
biomasa.
• La temperatura de la
cámara de digestión debe
mantenerse entre 20º C y
60º C; puede ser limitante
en lugares extremos.
• El biogás contiene un
subproducto llamado
sulfato de hidrógeno, el
cual es un gas corrosivo y
toxico para los seres
humanos.
• Al igual a cualquier otro
gas combustible, existe el
riesgo de explosión o
incendios por un mal
funcionamiento,
mantenimiento o
seguridad
DESVENTAJAS DESVENTAJAS

11. Biorreactores : Definición
recipiente o sistema
que mantiene un
ambiente
biológicamente activo
se lleva a cabo un proceso
químico que involucra
organismos o sustancias
bioquímicamente activas
derivadas de dichos organismos
Aeróbico Anaeróbico
busca mantener ciertas
condiciones
ambientales propicias al
organismo o sustancia
química que se cultiva.
pH,
temperatura,
concentración
de oxígeno

12. Características
 El diseño de los biorreactores es cilíndrico
 Los biorreactores varían de tamaños milimétricos hasta llegar a los
metros cúbicos
 La mayoría de los biorreactores son de acero inoxidable.
 Los biorreactores mantienen condiciones ambientales en un mismo
estado
 Mantienen las células de un cultivo uniformemente distribuidas
 Los biorreactores previenen la sedimentación y la floculación

13. Diseño de Biorreactores
 diseño de reactores biológicos es que contrario a los químicos, su cinética no está
determinada exclusivamente por la velocidad de reacción y las variables que la
determinan.
la cinética biológica también
depende de características
intrínsecas del organismo o cultivo
tales como crecimiento y tasa de
división celular, así como del tipo
de operación que se lleve a cabo
lo primero que se define en el diseño de un
biorreactor es el propósito de utilización; es
decir, qué tipo de cultivo se va a utilizar, el
modo de operar y/o el proceso de cultivo.
1. Mantener las células uniformemente distribuidas en
todo el volumen de cultivo.
2. Mantener constante y homogénea la temperatura.
3. Minimizar los gradientes de concentración de
nutrientes.
4. Prevenir la sedimentación y la floculación.
5. Permitir la difusión de gases nutrientes a la
velocidad requerida por el cultivo.
6. Mantener el cultivo puro.
7. Mantener un ambiente aséptico.
8. Maximizar el rendimiento y la producción.
9. Minimizar el gasto y los costos de producción.
10. Reducir al máximo el tiempo.

14.  BIOLOGICA
14
 OPERATIVA  BIOLOGICA-OPERATIVA
De acuerdo al modo de
operación: discontinuo,
semicontinuo, continuo.
Deben interaccionar con el
ambiente externo para poder
crecer y desarrollarse; :
anaeróbico, facultativo,
aeróbico.
Afectan el diseño final del
biorreactor y entre ellas
generan el propósito de
utilización, el modo de cultivo
y el bioproceso.

15.  PRODUCCIÓN DE
ENZIMAS, PROTEÍNAS Y
ANTICUERPOS
Producción de medicamentos
 TRATAMIENTO DE AIRE
CONTAMINADO
Consumir contaminantes de
una corriente de aire
contaminado
 DEPURACIÓN DE AGUAS
RESIDUALES
revisiones críticas, aspectos
fundamentales, tratamiento de
aguas residuales municipales y
domésticas
 BIOLIXIVIACIÓN DE
MINERALES
 CULTIVO DE CELULAS
 ACELERADOR DE CULTIVOS
CELULARES
 INGENIERIA DE TEJIDOS

16. z z z z zzzz zzzz

17. Modo de Operación y Sistemas de Cultivo
Discontinua: Se coloca
dentro del biorreactor la
carga total de cada proceso
de cultivo o fermentación y
se dejar que se lleve a cabo
el proceso productivo.
Continua: Por quimioestato, se
alimenta una línea de entrada o
alimentación y se drena una
línea de salida o lavado; de
manera que los flujos o
caudales de ambas líneas sean
iguales y la producción sea
continua.
Semicontinua: Por lotes
alimentados, se alimenta una
línea de entrada o alimentación
para que el sistema de cultivo
tenga un producto (biomasa) con
máximo crecimiento
(exponencial) y aumente la
productividad.

18. Clases de Biorreactores
Reactor de lecho
empaquetado
Reactores de mezcla completa
conectados en serie
Reactor de flujo
pistón o de flujo
tubular
Reactor de tanque
agitado con flujo
continuo
Reactor de lecho
fluidizado
Reactor de flujo
intermitente o
batch

19. DESARROLLO DE UN BIORREACTOR PARA LA
AUTOGESTIÓN DOMICILIARIA DE RESIDUOS SÓLIDOS
URBANOS ORGÁNICOS

20. REFERENCIAS
 Botero R. y T. R. Preston, 1987. “Biodigestor de bajo costo para la producción de
combustible y fertilizante a partir de excretas. Manual para su instalación,
operación y utilización”. Centro para la Investigación en Sistemas Sostenibles de
Producción Agropecuaria (CIPAV), Cali, Colombia
 http://inte.pucp.edu.pe/tema-del-mes/opinion-tratamiento-residuos-organicos-
mediante-uso-biodigestores/