Digestión anaerobica

DIGESTION ANAEROBIA
Introducción
La remoción de materia orgánica constituye uno de los objetivos del tratamiento de las aguas residuales, utilizándose, en muchos casos, procesos biológicos. El mecanismo más importante para la remoción de la materia orgánica presente en el agua residual, es el metabolismo bacteriano. Este consiste en la utilización de la materia orgánica presente en el aguacomo fuente de energía para los microorganismos y del carbono presente en la misma para formar nueva biomasa.

Descripción del proceso.
La digestión anaerobia tiene como objetivo la descomposición de la materia orgánica hasta obtener metano (CH4), dióxido de carbono (CO2) y otros residuos orgánicos simples como productos finales. El proceso se lleva a cabo en ausencia de oxígeno y con lainteracción de diferentes poblaciones bacterianas

Algunos beneficios de emplear la digestión anaeróbica para el tratamiento de aguas son:
Reducción de la cantidad de biomasa en los lodos
Se acelera el proceso de secado del lodo
Generación de metano que puede ser empleado como energético
Reducción del volumen del reactor biológico
Se obtiene un alto grado de estabilización de los residuos
Seproducen relativamente pequeñas cantidades de residuos orgánicos
No se requiere oxigeno

El proceso de digestión anaerobia se considera que debe tener como mínimo dos etapas, cada una de las cuales involucra un tipo distinto de microorganismo: bacterias formadoras de ácidos (saprofitos) y bacterias generadoras de metano.

Primera etapa (Fase ácida). La primera etapa de un proceso anaerobio dedos etapas es la descomposición de compuestos orgánicos complejos (grasas, carbohidratos, proteínas, etc.) a otros más simples y obtener como producto final ácidos orgánicos, principalmente ácido acético (CH3COOH). Esta parte del proceso es llevada a cabo por bacterias anaeróbicas obligadas, es decir, que el reactor se debe de aislar del oxígeno del aire completamente para que su metabolismo seaóptimo.

Segunda etapa. (Fase de formación de metano). En la segunda etapa se han identificado dos vías para la producción de metano a partir de los productos finales formados en la primera etapa. A continuación se muestran dos reacciones presentes durante este proceso, de las cuales, la segunda representa la reacción más importante.

CO2 + 8H+ CH4 + 2H2O

CH3COOHCH4 + CO2

Tipos de reactores.
Hay dos tipos de reactores básicos empleados para la digestión anaerobia:
Reactores con la biomasa unida a soporte
Reactores con la biomasa no unida a soporte

En el primer caso la biomasa está constituida por bacterias formando una película sobre soporte inerte, mientras que los segundos dependen de que los microorganismos deben de formarestructuras que les permitan permanecer en el reactor y no ser lavadas con el efluente, y la eficiencia del proceso depende en buena parte de la capacidad del inoculo para formarlas. A continuación se hablara del sistema más común para cada tipo de reactor.
Reactor de contacto (Biomasa no unida a soporte). La mayoría de los reactores de este tipo son de sección circular. Uno convencional no tiene agitacióny generalmente se diseñan como una sola etapa, la cual, permita la digestión de la materia orgánica, la remoción de la materia flotante y el retirado y estabilización de los lodos que se sedimenten en el mismo tanque. (Fig. 1)
Cuando se requieren tratar efluentes muy grandes, es común que se empleen dos etapas. En la primera, se lleva a cabo la digestión empleando un tanque con agitación, y enla segunda, se separa el lodo por medio de un tanque de sedimentación. Emplear un tanque con agitación ofrece la ventaja de permitir optimizar las reacciones biológicas llevadas a cabo en el reactor. (Fig. 2)



Filtro anaeróbico (Biomasa unida a soporte). Este trabaja como un filtro percolador, empleando varias capas de partículas sólidas de diferentes diámetros que además, actúan como...