Influencia de los niveles de demanda bioquímica de oxigeno (DBO) de las aguas residuales crudas con la cantidad de energía eléctrica utilizando celdas de combustible microbiana

Abstract

En el Perú se investigan fuentes de energia que sean renovables, que contaminen en lo mínimo al medio ambiente y al mismo tiempo se pretende aprovechar las aguas residuales con elevados niveles de materia organica. El objetivo principal de esta investigación fue determinar la influencia de los niveles de demanda bioquímica de oxigeno (DBO) de las aguas residuales crudas y determinar si los ligeros incrementos del pH en las cámaras anódicas influyen con la cantidad de energía eléctrica utilizando celdas de combustible microbiano. Se midió la producción de electricidad en mW/m 2 a tres distintos DBO, se escogieron tres puntos de pH comunes en las tres celdas y se determinó si el incremento pH tuvo efecto sobre la cantidad de electricidad, se calculó el % de remoción de DBO y el tiempo en que se alcanzó la máxima producción de eléctricicidad. Se recolectó 6 L de muestra de agua residual del canal de descarga a las lagunas de estabilización de San José y se midió el DBO inicial. Se prepararon dos muestras adicionales de 150 mg/L y 50 mg/L de DBO del agua residual original mediante la técnica de dilución con agua destilada. Se probaron tres celdas microbianas con 242, 150, 50 ppm y durante el proceso de experimentación se reconocieron 3 valores de pH comunes a las tres celdas (7.00 7.24, 7.30, la cantidad de energía eléctrica expresada en mW/m 2 se calculó a partir de la medición de los voltajes eléctricos durante varias dias. Los resultados obtenidos fueron evaluados mediante un análisis estadístico de varianza. Se consideró un error de 0.05 y un nivel de confianza del 95%. La celda con 242 mg/L alcanzó la potencia más alta de 190.021 mW/m2, un valor 215 % superior a la celda con 50 ppm que produjo un máximo de 60.19 mW/m2. En la celda con 242 mg/L dbo el aumento del pH desde 7.16 hasta 7.19, 7.24, 7.3, 7.32 se obtuvieron las densidades de potencia más altas (175.9 mW/m 2 ), la celda con 150 mg/L cuando el pH comenzó aumentar desde 7.15 hasta 7.30, se obtuvieron las densidades de potencia más altas (137.4 mW/m 2 ), En la celda con 50 mg/L se observó un ligero aumento de la densidad de potencia al aumentar el pH. El porcentaje de remoción de materia orgánica disminuyó con el incremento de DBO y la celda con 150 mg/L DBO obtuvo el máximo % 86.67, y al incrementar hasta 242 mg/L DBO el % de remoción fue de 76.00. La celda con 252 ppm produjo la máxima potencia eléctrica a las 83.3 h, en la celda con 150 ppm fue de 114.5 h y para la celda con 50 ppm fue de 54.4 h. Se concluyó que los niveles de DBO iniciales en las aguas residuales tuvo un efecto mayor con la cantidad de electricidad producida en CCM a diferencia del pH que su efecto fue menor dado a la presencia del buffer.