Biogas

Producción del biogás
3- EL PROCESO DE DIGESTIÓN ANAEROBIA.
3.1- Introducción a la digestión anaerobia.
La digestión anaerobia es un proceso biológico degradativo en el cual, parte de la materia orgánica contenida en un sustrato es convertida en una mezcla de gases, principalmente metano y dióxido de carbono, mediante la acción de un conjunto de microorganismos en ausencia de aceptores deelectrones de carácter inorgánico (O2, NO3-, SO4=).

Frente a los procesos aerobios, los tratamientos anaerobios presentan las ventajas de no necesitar aireación y de generar un biogás que puede ser recuperado y utilizado en la misma planta con finalidades energéticas, permitiendo en muchos casos la autonomía o autosuficiencia de las plantas de tratamiento. Otro aspecto muy ventajoso es que lageneración de lodos es menor, por lo que también se reducen costes en el tratamiento y vertido de los fangos.
Por otra parte, la digestión anaerobia es un proceso complejo, que requiere cierto control para asegurar su correcto funcionamiento. Un ejemplo de esto, es la sensibilidad a las sobrecargas orgánicas que pueden llevar a la desestabilización del proceso. El biogás generado suele estar contaminadocon diferentes componentes, que pueden complicar el manejo y aprovechamiento del mismo. Por último, los costes de implantación son altos por lo que las instalaciones de pequeño tamaño no suelen resultar rentables.
3.2- Productos finales.
Los principales productos del proceso de digestión anaerobia, trabajando en sistemas de alta carga y en mezcla completa, son el biogás y un efluenteestabilizado:
Biogás:
Es una mezcla gaseosa formada, principalmente, por metano y dióxido de carbono y pequeñas proporciones de otros gases, como H2S, H2, NH3, etc. La composición o riqueza del biogás depende del material digerido y del funcionamiento del proceso. En la Tabla 1 se muestran valores medios de composición del biogás en función del sustrato utilizado.
Efluente:
Es el otro producto resultante dela degradación anaerobia y se puede decir que es la mezcla del influente estabilizado y la biomasa microbiana producida. Para un mismo residuo, el tipo de reactor y los parámetros de operación empleados determinan la calidad del lodo digerido en cuanto al nivel de contaminación y de organismos patógenos. Como ya se ha comentado, durante el proceso anaerobio parte de la materia orgánica setransforma en metano, por lo que el contenido en materia orgánica es menor que en el influente.

3 Estudio del proceso de digestión anaerobia para optimizar la recuperación de fósforo en EDAR´s
Componente Residuos Lodos de Residuos Gas de
agrícolas depuradora industriales vertedero
Metano 50-80% 50-80% 50-70% 45-65%
Dióxido de
carbono 30-50% 20-50% 30-50% 34-55%
Agua Saturado Saturado Saturado SaturadoHidrógeno 0-2% 0-5% 0-2% 0-1%
Sulfuro de
hidrógeno
100-700
ppm
0-1% 0-8% 0.5-100 ppm
Amoníaco Trazas Trazas Trazas Trazas
Monóxido de
carbono 0-1% 0-1% 0-1% Trazas
Nitrógeno 0-1% 0-3% 0-1% 0-20%
Oxígeno 0-1% 0-1% 0-1% 0-5%
Compuestos
orgánicos Trazas Trazas Trazas 5 ppm
(terpernos,
esteres,...)
Tabla 3.1. Componentes del biogás en función del sustrato utilizado. (Coombs 1990)
3.3- El procesomicrobiológico y bioquímico de la digestión anaerobia.
La digestión anaerobia es un proceso muy complejo tanto por el número de reacciones bioquímicas que tienen lugar como por la cantidad de microorganismos involucrados en ellas. De hecho, muchas de estas reacciones ocurren de forma simultánea.
Los estudios bioquímicos y microbiológicos realizados hasta ahora, dividen el proceso de descomposiciónanaerobia de la materia orgánica en cuatro fases o procesos:
ƒ Hidrólisis
ƒ Etapa fermentativa o acidogénica
ƒ Etapa acetogénica
ƒ Etapa metanogénica
La primera fase es la hidrólisis de partículas y moléculas complejas (proteínas, hidratos de carbono y lípidos) que son hidrolizadas por enzimas extracelulares producidas por los microorganismos acidogénicos o fermentativos. Como resultado se producen...