Ley de dalton

5.4.3. Digestión anaerobia. Diseño de un digestor 5.4.3.1. Introducción Los tratamientos biológicos anaerobios son ampliamente utilizados para la estabilización de biosólidos. La digestión anaerobia es un proceso biológico en ausencia de aire en reactores cerrados. La materia orgánica biodegradable se degrada por acción de microorganismos anaerobios en productos como CO2, metano y otros,generándose a su vez nuevos microorganismos. La biomasa residual se introduce en el digestor de forma continua o intermitente, y tras un tiempo de retención entre 30-60 días a temperatura entre 30-38ºC, la materia orgánica contenida en los lodos se reduce, hasta obtener grados de estabilización próximos al 60-70%. Existen sistemas que operan a temperaturas mayores (rango termofílico), obteniéndose ladegradación de la materia orgánica en 15-30 días (Metcalf y Eddy, 1995). La digestión anaerobia constituye una buena alternativa para tratar efluentes y/o residuos con alta concentración de materia orgánica biodegradable (Nallathambi, 1997; Mata-Alvarez et al., 2000; Baraza et al., 2003). Así por ejemplo, este tratamiento está indicado para aguas residuales con alta carga de materia orgánicabiodegradable (lixiviados de vertederos municipales y vertidos procedentes de azucareras, alcoholeras, destilerías, alpechines, conserveras, papeleras, etc.); residuos agrícolas y ganaderos (residuos de bodegas, almazaras, purines, residuos de mataderos, estiércol, etc.) (Coca y Álvarez, 1997); biomasa residual, que comprende tanto la fracción orgánica de los residuos sólidos urbanos (tratamiento comúnmentedenominado biometanización) (Tchobanoglous et al., 1994), como lodos de depuradoras de aguas residuales urbanas (Cohi, 1997) y mezcla de residuos, como por ejemplo, fangos de depuradora combinados con la fracción orgánica de residuos urbanos (Sosnowski et al., 2003). Una de las ventajas del proceso es que se obtiene biogás de alto contenido energético, el cual puede ser aprovechado para calentarel digestor, producir energía eléctrica o secar los lodos estabilizados. Con este tratamiento además se reduce la cantidad de sólidos iniciales contenidos en los lodos, y se obtiene un producto final estabilizado con bajo contenido en materia orgánica que puede ser utilizado como fertilizante por su alto contenido en nitrógeno y fósforo. Como desventaja del tratamiento se debe considerar que lavelocidad de degradación es baja, y por lo tanto se necesitan tiempos de retención elevados y grandes volúmenes de digestores. Por otra parte, en la mayoría de los casos es necesario un aporte de calefacción. Los microorganismos anaerobios son además muy sensibles a cambios de pH, temperatura, presencia de tóxicos, etc. (Water Environment Federation, 1998). En general se puede decir que un sistemaanaerobio supone altos costes de instalación y mantenimiento.

5.4.3.2. Etapas del proceso En el proceso de degradación anaerobia los contaminantes orgánicos se transforman por acción de los microorganismos en biogás (mezcla de metano, CO2 y otros gases en cantidades traza), en materias orgánicas degradadas que continúan en disolución y en nuevos microorganismos. En la práctica, la degradaciónde materia orgánica se realiza a través de una serie compleja de reacciones bioquímicas que transcurren tanto en paralelo como en serie. El proceso de degradación anaerobia se lleva a cabo en cuatro etapas principales (Fernández-Polanco y García Encina, 2000): 1. Hidrólisis 2. Fase ácida 3. Fase acetogénica 4. Fase metanogénica Hay que tener en cuenta que alguna de estas cuatro etapas puede ser laetapa limitante en cuanto a la velocidad global de la reacción. La etapa de hidrólisis puede ser la etapa limitante del proceso global cuando se trata de substratos complejos. Puede ocurrir que algunos substratos tengan una estructura polimérica compleja (por ejemplo, el glucógeno), de tal modo que la hidrólisis sea más lenta que la etapa acidogénica (cuyo substrato es la glucosa), y del mismo...