Digestión Anaeróbica |
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Un Proceso biológico natural : La digestión anaeróbica es un proceso biológico natural en el cual la materia orgánica o desecho es transformado en biogás. (Gas en los pantanos, gases provenientes de la digestión de rumiantes, gases provenientes de la digestión de las termitas). Fue descubierto en 1776 por un científico italiano, Volta, y fue luego explicado por Lavoisier a finales del siglo XVIII. Para proveer el tratamiento para los desechos y efluentes y producir energía renovable, este proceso natural esta domesticado, aumentado y controlado dentro de los reactores (tanques) sin aire (oxigeno). Una bacteria específica crece dentro del reactor y se alimenta de la material orgánica que contienen los efluentes. Carbono (C) e Hidrogeno (H), que son los principales compuestos de la materia orgánica, son transformados en un gas biológico que contiene entre 60 y 70 % de metano (CH4). Este biogás puede ser utilizado para sustituir combustibles fósiles. Gracias a la transformación en biogás del carbono contenido en los desechos, WWTP usando la digestión anaeróbica produce de 5 a 10 veces menos lodo que su equivalente WWTP aeróbico. Las Implementaciones de la Digestión Anaeróbica son muy diversas : La implementación de la digestión anaeróbica puede ser muy rustica: el ejemplo más significativo es el programa lanzado por Mao Zedong en 1970 que permitió a 11 millones de habitantes rurales de China tener biogás como su único abastecimiento energético. En los minimetanizadores todos los desechos animales, vegetales y humanos son convertidos en biogás. En un contexto industrial, la digestión anaeróbica puede ser implementada en diferentes formas dependiendo de los objetivos. Captación del biogás producido en los vertederos: La fracción orgánica de desechos orgánicos en los vertederos experimenta los procesos de digestión anaeróbica y genera biogás. El biogás es capturado y quemado en maquinas de cogeneración para producir electricidad y calor.Tanques de Digestión Anaeróbica Infinitamente Agitados (ISAT) :
Todas las aplicaciones en la parte superior son implementadas en un Tanque de Digestión Anaeróbica Infinitamente Agitado, en el cual los productos que serán digeridos son introducidos de forma semi-liquida o lodosa. El contenido del tanque es agitado continuamente (por ellos su nombre "Infinitamente Agitado") usando mezcladores o propulsores; productos remanentes en el tanque por 25 a 50 días. En los mejores casos, aproximadamente 75% de los productos llevados al interior de los tanques es convertido en biogás. Tratamiento de Aguas Residuales mediante Digestión Anaeróbica:
Las plantas de digestión anaeróbica para el tratamiento de aguas residuales están diseñadas para procesar solo efluentes líquidos; el contacto entre la materia orgánica, que es disuelta en el liquido y la bacteria que es maximizada con el uso de bombas (recirculación). Las bacterias pueden ser fijadas en un material de soporte (que puede estar estático o móvil), o agrupadas en colonias que forman pequeños gránulos (esto es conocido como "lodo granular"). El tiempo de estadía de los efluentes dentro del reactor varia entre unas horas y unos días. A la salida del digestor, el líquido tratado esta liberado de la mayor parte de la materia orgánica (muy diferente del lodo semi-sólido e la salida de los digestores infinitamente agitados) el tratamiento de efluentes puede ser directamente compatible con las restricciones regulatorias locales impuestas para el desecho en el ambiente (ríos, acuíferos). En algunas oportunidades, es necesario implementar una etapa de pulitura para remover nitrógeno (nitratos) y fósforo (fosfatos) en busca de cumplir con los estándares de deposición en el ambiente. La eficiencia de la remoción de la materia orgánica a través de las plantas de digestión anaeróbica diseñadas para tratamiento de aguas residuales varía entre 70 hasta 98% en los reactores mejor diseñados. El desarrollo y control del proceso de digestión anaeróbica : Durante el proceso de digestión anaeróbica un numero diferente de bacterias y microorganismos biológicos son activados. Parámetros ambientales críticos como lo son el pH y la temperatura son monitoreados y regulados en función de maximizar el rango de crecimiento de las bacterias para la digestión de materia orgánica y la producción de biogás. El proceso de digestión anaeróbica es seleccionado y el tanque es dimensionado dependiendo del desecho orgánico que será tratado y el objetivo de funcionamiento del sistema (rango de remoción de desechos, tiempo de retención en el tanque…). Los proceso anaeróbicos se diferencian principalmente en :
En función de facilitar el proceso de digestión por bacterias, pueden ser implementados pretratamientos antes de introducir los desechos en el tanque de digestión anaeróbica, así como rejillas de separación, separación de grasa por aero-flotación. En la salida del tanque de digestión anaeróbica, los efluentes pueden tener mas pasos en su tratamiento, cuando es necesario, usando tecnologías físico-químicas; el objetivo es remover el contenido mineral (nitrógeno, fósforo, potasio…) de los efluentes, así como minerales que no son afectados por la digestión anaeróbica, en función de cumplir con las exigencias regulatorias de deposición de efluentes. Ventajas de la digestión anaeróbica para el tratamiento de aguas residuales.El tratamiento de efluentes con cargas orgánicas usando digestión anaeróbica ofrece las siguientes ventajas, en comparación con procesos de digestión aeróbica :
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