1. Tratamiento de lodos: Desintegración y solubilización
La cavitación hidrodinámica (CH) es un potente pretratamiento mecánico para el estiércol líquido (purín) que mejora la digestión anaeróbica posterior.
- Desintegración física: La hidrocarburación genera microburbujas que crecen y colapsan violentamente debido a las diferencias de presión (por ejemplo, en un venturi o una placa de orificio). Este colapso genera ondas de choque y fuerzas de cizallamiento suficientes para destruir las paredes celulares bacterianas y desintegrar los flóculos de lodo. Este proceso libera materia orgánica intracelular a la fase líquida. Mancuso et al., 2020.
- Solubilización (reducción de la DQO): Al descomponer la materia particulada, el HC aumenta la demanda química de oxígeno soluble (SCOD). Esta solubilización convierte los compuestos orgánicos biorrefractarios en formas biodegradables, haciéndolos más accesibles para la digestión microbiana. Los estudios han demostrado que el pretratamiento con HC puede mejorar la solubilización y la biodegradabilidad de los lodos, acelerando la producción de biogás en las etapas de digestión posteriores. Mancuso y otros.; Cako et al., 2022.
2. Control de olores y patógenos
Los procesos avanzados de oxidación y cavitación son eficaces para mitigar las emisiones peligrosas y los patógenos en el almacenamiento de estiércol.
- Reducción de gases (H₂S, GEI): En estudios que involucran estiércol líquido de ganado lechero, los tratamientos que introducen nanopartículas (análogas a la alta reactividad de área superficial de las nanoburbujas) dieron como resultado una Reducción del 92-95% en la producción total de gas. Específicamente, las concentraciones de sulfuro de hidrógeno (H_2S) se redujeron mediante 48.98%–99.75%Las concentraciones de metano (CH₄) se redujeron en más del 99 % en las muestras tratadas. El mecanismo implica un aumento del pH (que previene la acumulación de AGV) y la inhibición de las poblaciones bacterianas metanogénicas y reductoras de azufre. Sarker y otros, 2019.
- Inactivación de patógenos: El colapso de las burbujas de cavitación genera "puntos calientes" localizados (alta temperatura y presión) y radicales hidroxilo (•OH) que atacan física y químicamente a los patógenos. Se ha demostrado que el HC desinfecta eficazmente el agua al romper las membranas celulares de bacterias como E. coli y reduciendo la carga microbiana en los efluentes de aguas residuales. Mancuso et al., 2020; Sun et al., 2020.