Un enfoque simple y preciso para determinar la concentración de VFA en líquidos de digestión anaeróbica, basándose en dos puntos de titulación y un análisis de carbono inorgánico externo
Autores: Nativ, Paz; Gräber, Yonatan; Aviezer, Yaron; Lahav, Ori
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Licencia
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Citaciones: Sin citaciones
Se presenta un nuevo enfoque analítico para determinar la concentración total de ácidos grasos volátiles (VFA) en digestores anaeróbicos. El enfoque se basa en la determinación externa de la concentración de carbono inorgánico (C) en la solución analizada, junto con dos puntos de titulación de ácido fuerte. La concentración de C puede determinarse mediante un análisis directo (por ejemplo, utilizando un dispositivo TOC) o estimándola a partir de la presión parcial registrada de CO(g) en el biogás (a menudo un análisis rutinario en digestores anaeróbicos). La titulación se lleva a cabo hasta un pH de 5.25 y luego hasta un pH de 4.25. Los dos resultados de titulación se introducen en una ecuación basada en la alcalinidad-masa y luego se restan entre sí para obtener una ecuación en la que VFA es la única incógnita (ya que C es conocido y se ha demostrado que el efecto de las concentraciones totales de ortofosfato y amoníaco es pequeño en este rango de pH). Se presenta el desarrollo del algoritmo y su verificación en cuatro líquidos de reactores anaeróbicos, tanto en agua cruda como en muestras con ácido acético añadido. Los resultados muestran que el método es tanto preciso (hasta un 2.5% del valor esperado para VFA/Alcalinidad >0.2) como repetitivo cuando se conocen las concentraciones totales de ortofosfato y amoníaco, y bastante preciso (+/-5% para VFA >5 mM) cuando se desestiman por completo. El cálculo asistido por PHREEQC de C a partir del conocimiento de la presión parcial de CO(g) en el biogás (y pH, EC y temperatura en el líquido) resultó en una estimación muy buena del valor de C (+/-3%), lo que indica que esta técnica es adecuada para el propósito de determinar VFA para alertar a los operadores en caso de deterioro del proceso y fallo inminente.
Descripción
Se presenta un nuevo enfoque analítico para determinar la concentración total de ácidos grasos volátiles (VFA) en digestores anaeróbicos. El enfoque se basa en la determinación externa de la concentración de carbono inorgánico (C) en la solución analizada, junto con dos puntos de titulación de ácido fuerte. La concentración de C puede determinarse mediante un análisis directo (por ejemplo, utilizando un dispositivo TOC) o estimándola a partir de la presión parcial registrada de CO(g) en el biogás (a menudo un análisis rutinario en digestores anaeróbicos). La titulación se lleva a cabo hasta un pH de 5.25 y luego hasta un pH de 4.25. Los dos resultados de titulación se introducen en una ecuación basada en la alcalinidad-masa y luego se restan entre sí para obtener una ecuación en la que VFA es la única incógnita (ya que C es conocido y se ha demostrado que el efecto de las concentraciones totales de ortofosfato y amoníaco es pequeño en este rango de pH). Se presenta el desarrollo del algoritmo y su verificación en cuatro líquidos de reactores anaeróbicos, tanto en agua cruda como en muestras con ácido acético añadido. Los resultados muestran que el método es tanto preciso (hasta un 2.5% del valor esperado para VFA/Alcalinidad >0.2) como repetitivo cuando se conocen las concentraciones totales de ortofosfato y amoníaco, y bastante preciso (+/-5% para VFA >5 mM) cuando se desestiman por completo. El cálculo asistido por PHREEQC de C a partir del conocimiento de la presión parcial de CO(g) en el biogás (y pH, EC y temperatura en el líquido) resultó en una estimación muy buena del valor de C (+/-3%), lo que indica que esta técnica es adecuada para el propósito de determinar VFA para alertar a los operadores en caso de deterioro del proceso y fallo inminente.