Monitoring anaerobic digestion of animal slurry during inhibition and recovery phases

Abstract

Esta tesis doctoral se centra en la dinámica de la inhibición y la recuperación del proceso de digestión anaerobia de purines de cerdo para encontrar indicadores, predecir fallos del proceso, minimizar las pérdidas de metano (CH4) y evaluar las mejores prácticas de gestión a nivel de la planta de biogás. Para cumplir con este objetivo, cinco ensayos fueron diseñados y ejecutados. En primer lugar, se diseñó un experimento para controlar los cambios físico-químicos y de emisión de gas de dos tipos de purines envejecidos durante 15 semanas de almacenamiento en condiciones de verano. En segundo lugar, diferentes concentraciones de sulfato (SO42-) fueron evaluadas en digestión anaerobia termofílica de purines de cerdo y vacuno controlando la producción de CH4 y los cambios fisicoquímicos en un ensayo en discontinuo. Así mismo, la degradación anaeróbica de la materia orgánica (MO) y el límite de inhibición de SO42- fueron investigados. En tercer lugar, los efectos de incluir purines de cerdo acidificados con SO42- en un codigestión anaerobia con purines de cerdo convencionales se estudió a dos escalas (a escala laboratorio y a gran escala), donde se evaluó el rendimiento del proceso. Así mismo, los indicadores clave del proceso fueron identificados. En cuarto lugar, una combinación de dos métodos, reacción en cadena de la polimerasa cuantitativa en tiempo real (qPCR) y microscopía electrónica de barrido cualitativa (SEM) fueron utilizados para evaluar los cambios en la población microbiana de los digestores anaerobios durante la adición de los purines. Finalmente, el rendimiento de CH4, la composición físico-química y la estructura y dinámica de la comunidad microbiológica fueron evaluadas durante la puesta en marcha de la digestión anaerobia de purines de cerdo a escala de laboratorio. Se evaluaron cuatro estrategias de puesta en marcha: inanición y no inanición, seguida de una adición gradual o brusca de los purines. Los resultados presentados en esta tesis doctoral per