Obtención de biogás a partir de residuos urbanos orgánicos: Experiencias en lecho fluidizado
- Autores: Julián Lebrato Martínez
- Directores de la Tesis: Luis Eugenio Corral Mora (dir. tes.), Celia Maqueda Porras (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Sevilla ( España ) en 1990
- Idioma: español
- Número de páginas: 354
- Tribunal Calificador de la Tesis: Guillermo Paneque Guerrero (presid.), Manuel Yruela Antiñolo (secret.), José M. Vega Piqueres (voc.), Manuel Medina Carnicer (voc.), Jose Luis Pérez Rodríguez (voc.)
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: Idus
- Resumen
La materia orgánica de las basuras domésticas es portadora de un elevado contenido energético, que en su mayor parte se desaprovecha, dando lugar a problemas sanitarios y ambientales por su carácter fermentable.
Las aguas negras domésticas, de pequeña carga orgánica, necesitan de un tratamiento de depuración costoso por los grandes volúmenes que se manejan.
La suma de los dos vertidos, su trituración y posterior homogeneización, de un sustrato que se presupone idóneo para su aprovechamiento energético.
Frente a los tradicionales métodos de tratamiento aerobios, surge la fermentación anaerobia como alternativa en la depuración, obteniendo biogás, CH4/CO2, con un 50-70% del primero.
El desarrollo de esta tecnología aplicada a estos residuos está limitado por:
A) La necesidad de una selección muy exigente de las basuras cuyo coste hace prohibitivo el proceso, debido a la inhibición del crecimiento bacteriano por tóxicos y cationes metálicos (Obayashi y Gorgan 1985). De todas formas existen plantas de tratamiento integral de basuras, pero con pobres resultados económicos (de Lora y Miró 1983).
B) En las aguas negras, el gasto de calentar hasta 37ºC todo el volumen de aguas de una ciudad no esta compensando con la energía procedente del biogás obtenido, utilizándose la digestión anaerobia en el tratamiento de los lodos, concentrados de materia orgánica.
Se han descrito experiencias de recogida selectiva de basuras, donde el ciudadano realiza la separación en recipientes distintos. Pero son de difícil extrapolación y no se han descrito experiencias generalizadas.
Se pretende en este trabajo medir la conversión energética por digestión anaerobia de las basuras y aguas negras domésticas, para su aplicación en asentamientos rurales y urbanos.
Además del beneficio económico se estudia la depuración a conseguir, aspecto a sumar en la incidencia de la aplicación de esta tecnología.
Las posibilidades del sistema son grandes, ya que ahorro energético incide directamente en los ciudadanos particulares que lo instalen, y en segunda instancia al país.
Al eliminar la fracción orgánica, se evitan problemas de fermentaciones en los vertederos, reduciéndose los malos olores, focos de infección e insectos. Las demás fracciones de la basura quedan en una forma más fácil de aprovechar.
En asentamientos aislados se incrementan la utilidad como alternativa energética y evitando la necesidad de vertederos incontrolados. En instalaciones ganaderas es susceptible de mezclarse y aprovechar el estiércol de los animales que constituye un buen sustrato para la fermentación.
Debe considerarse al estudiar el proceso el hecho de la disminución hasta niveles importantes de los microorganismos patógenos de las aguas negras y basuras orgánicas, inhibidos en el mismo (Best, Jones, 1985). Actualmente se estudia la aplicación o enmienda orgánica del suelo aprovechando esta disminución de patógenos (Shih, 1988).
Para la optimización del proceso es necesario estudiar las variables fundamentales del sistema.
Los mayores rendimientos van ligados al tipo de digestor utilizado. Después de una primera generación de digestores de agitación se han desarrollado digestores más veloces, basados en la interacción de las bacterias con materiales de soportes que permitan mayores crecimientos y actividades microbianas del cultivo.
Los objetivos del trabajo son por tanto los siguientes:
1.- Estudio de la viabilidad del proceso, para lo que se desarrolla el digestor de agitación continua.
2.- Aplicación de digestores más veloces para obtener mejores rendimientos del proceso. Elección del tipo de digestor y su optimización.
3.- Evaluación de los diferentes sistemas soporte-bacteria. Elección del material idóneo. Estudio de las variables más importantes, y reconocimiento morfológico de los grupos bacterianos que aparecen y su relación con los mayores rendimientos.
4.- Estudio de la precipitación de fosfatos en el digestor.
5.- Estimación económica del proceso calculando inversiones, periodos de amortización y ahorro energético conseguido.
