Diseño del Digestor

DIGESTOR ANAEROBICO DE FUNCIONAMIENTO CONTINUO DESCRIPCIÓN GENERAL:

La digestión anaeróbica de los residuos orgánicos soluciona todos los problemas de contaminación, pestilencias y depósito final de los desechos, proporcionando asimismo un elemento como el gas metano, óptimo recurso energético pasible de ser usado en la planta industrial.

Los lodos emergentes, asépticos e inodoros, constituyen la comida asimilable en un ciento por ciento por la lombriz roja californiana. La cría complementaria de dicha lombriz permite obtener el lombricompuesto, el mejor abono orgánico conocido, de demanda creciente en el mercado interno y fundamentalmente en el externo. El excedente de lombrices posibilita la obtención de un óptimo alimento de gran valor proteico, utilizable en múltiples alimentos balanceados.

Este sistema integrado permite, por lo tanto, lograr una alta rentabilidad que amortiza rápidamente la inversión . La propuesta concreta consiste en instalar un módulo, o sea un digestor con capacidad suficiente para procesar una tonelada de materia orgánica diaria.

Las proporciones de dicho digestor son de 2,5 x 2,5 metros de sección y un largo próximo a los 18 metros, construido con malla de acero y poli estireno  de alta densidad, losas de hormigón,  implicando un costo total muy bajo con respecto a los digestores mecánicos.

Un biodigestor con capacidad para procesar una tonelada diaria permite obtener media tonelada de lombricompuesto por día.

Datos técnicos del biodigestor:

Biogas
Poder calórico: 6080 Kcal. / m3

Equivalencias
Un metro cúbico de biogas equivalente a:

• Alcohol 1.1 litros
• Gasolina 0.8 litros
• Gas-oil 0.65 litros
• Gas natural 0.76 m3
• Carbón de piedra 1.5 kg
• Electricidad 2.2 Kw/h
• 1 m3 de biogas genera 1 kilo vatio
• 6500 m3 CH4/día produce 71800 Kw. / hora/ día
• 71800 Kw. /hora /día son 26207000 Kw. /hora/ año
• 26207000 Kw. /hora /año a 0.08 U$S /Kw = 2096560 U$S /año
• Una tonelada de materia orgánica genera en el digestor 2 m3 de gas metano diariamente.
• Un digestor de 1 tonelada/ día, genera y acumularía, una vez que entro enrégimen (30dias) 60 m3 de gas metano al mes. 

ESQUEMA BASICO DE UN DIGESTOR CONTINUO.

Especificaciones técnicas generales anexas.

La localización del biodigestor está próxima al lugar donde se junta el desperdicio, ya sea un frigorífico, un tambo, una planta de tratamiento de desechos urbanos, o cualquier emprendimiento donde se efectúe la emisión de desechos orgánicos, y cerca de los puntos de consumo del gas. Se ubica protegido de los vientos dominantes, con una separación de 10 a 15mts de los pozos de agua, y cerca a los puntos de consumo del efluente y de las aguas sobrenadantes. Fueron condicionantes del diseño, la inversión a realizar, la energía que se desea obtener, la biomasa disponible, el tamaño del digestor, profundidad de la napa, la simplicidad en el manejo, el uso del efluente, y la temperatura media del lugar. Según las condicionantes mencionadas, la inversión inicial primó sobre la disponibilidad de biomasa y producción de gas en el dimensionamiento del digestor. En esta primera experiencia se optó por usar sólo el estiércol de uno de los ordeñes diarios para un sistema de carga continuo en un digestor tipo hindú. Asumiendo que el valor depende del tipo de alimentación, se estima una producción promedio de 48 kg de estiércol por correspondería a un solo ordeñe. La disponibilidad de materia orgánica se estima en 96 kg por ordeñe y por día, valor que corresponde a un 20% del peso del estiércol concentrado en el corral. La proporción estiércol / agua adoptada para el proceso es de 1:1,5, que corresponde a una concentración entre 6 y 10% de sólidos volátiles, valor que se lograría empleando el agua residual proveniente del lavado de las ubres y del lavado de los corrales. Según los informes obtenidos se emplearían, después de cada ordeñe 800 lts de agua y 150 lts de agua caliente para el lavado de ubres. El volumen del digestor se calcula en función de: V=((CR (1+D))/ Yd) tF Donde C es la capacidad deseada de la planta de gas, R es la relación estiércol húmedo/estiércol seco, D es el peso de agua añadida a cada unidad de peso de estiércol, tF es el tiempo de fermentación en días, Y es el gas producido por unidad de peso de estiércol seco, d es la densidad de la mezcla estiércol-agua (Prasad et al., 1974). Se adopta un volumen de 42m3 (30m3 más un 40%), para una capacidad de 48m3, 20 días de permanencia y 1145 kg/m3 de densidad. La dilución 1:1.5 adoptada correspondería a una concentración de TSV (total de sólidos volátiles) entre 6.50 y 8%. La velocidad de carga es de alrededor 3 kg TSV/m3. La relación producción de gas, volumen del digestor indicaría una temperatura de trabajo de alrededor de 35 ºC para 20 días de retención.

DIGESTORES INTERMITENTES

INFORME :

QUE ES LA DIGESTIÓN ANAERÓBICA

La digestión anaeróbica es uno de los procesos más antiguos empleados en la estabilización de lodos. En este proceso se produce la descomposición de la materia orgánica e inorgánica en ausencia de oxígeno molecular.

Sus principales aplicaciones han sido, y siguen siendo hoy en día, la estabilización de lodos concentrados producidos en el tratamiento del agua residual y de determinados residuos industriales. Sin embargo, recientemente se ha demostrado que los residuos orgánicos diluidos también se pueden tratar anaeróbica mente.

En el proceso de digestión anaerobia, la materia orgánica contenida en la mezcla de lodos primarios y biológicos se convierte biológicamente, bajo condiciones anaerobias, en metano (CH4) y dióxido de carbono (C02).

El proceso se lleva a cabo en un reactor completamente cerrado. Los lodos se introducen en el reactor de forma continua o intermitente, y permanecen en su interior durante períodos de tiempo variables.

El lodo estabilizado, que se extrae del proceso continua o intermitentemente, tiene un bajo contenido en materia orgánica y patógenos, y no es putrescible.

Los dos tipos de digestores anaeróbicos más empleados son los de alta y baja carga. En el proceso de digestión de baja carga, no se suele calentar ni mezclar el contenido del digestor, y los tiempos de detención oscilan entre 30 y 60 días.

En los procesos de digestión de alta carga , el contenido del digestor se calienta y mezcla completamente. El tiempo de detención necesario suele ser de 15 días o menos.

La combinación de estos dos procesos se suele conocer con el nombre de proceso de doble etapa. La función básica de la segunda etapa consiste en separar los sólidos digeridos del líquido sobrenadante, aunque puede tener lugar una digestión adicional y una cierta producción de gases.

La conversión biológica de la materia orgánica de los lodos parece que se produce en tres etapas.

 El primer paso del proceso comporta la transformación por vía
enzimática (hidrólisis) de los compuestos de alto peso molecular en compuestos que puedan servir como fuentes de energía y de carbono celular.

El segundo paso (acidogénesis), implica la conversión bacteriana de los compuestos producidos en la primera etapa en compuestos intermedios identificables de menor peso molecular.

El tercer paso (metanogénesis), supone la conversión bacteriana de los compuestos intermedios en productos finales más simples, principalmente metano y dióxido de carbono.

En un digestor, la conversión de los lodos orgánicos y de los residuos se lleva a cabo mediante la acción conjunta de diferentes organismos anaerobios.

Un grupo de microorganismos se ocupa de la hidrolización de los polímeros orgánicos y de los lípidos para formar elementos estructurales básicos como los monosacáridos, los aminoácidos y los compuestos relacionados con éstos.

Un segundo grupo de bacterias anaerobias fermenta los productos de la descomposición para producir ácidos orgánicos simples, de los que el que se presenta con mayor frecuencia en los digestores orgánicos es el ácido acético. Este grupo de microorganismos, que reciben el nombre de no metanogénicos, está formado por bacterias facultativas y anaerobias estrictas, aunque de forma colectiva se conocen como bacterias “formadoras de ácidos”.

Entre las bacterias no metanogénicas que se ha podido aislar en los digestores se encuentran: Clostridium spp, Peptococcus anoerobus, Corynebacterium spp, Lactobacillus, Actinomyces, Sta philoc.occus, y Escherichia coli.

Otros grupos fisiológicos presentes incluyen los que producen enzimas proteolíticas, lipolíticas, ureolíticas o celulíticas.

Un tercer grupo de microorganismos convierte el hidrógeno y el ácido
acético, originado por las bacterias formadoras de ácidos, en gas metano y en dióxido de carbono. Las bacterias responsables de este proceso son anaerobias estrictas y se las conoce como “metanogénicas” o “formadoras de metano”.

Muchos de los organismos metanogénicos identificados en los digestores anaerobios son similares a los encontrados en los estómagos de los animales rumiantes y en sedimentos orgánicos tomados de lagos y ríos.

ANÁLISIS CONCLUSIVO:

CON UN BIODIGESTOR, NO SOLAMENTE SE DEGRADAN Y ELIMINAN LOS DESECHOS ORGANICOS, SI NO QUE  SE OBTIENE GAS METANO, SUFICIENTE PARA CALENTAR AGUA, Y OTROS SERVICIOS, Y TAMBIEN SE PRODUCE BIO FERTILIZANTE,  ALIMENTO PARA LOMBRICULTURA Y ABONO ORGÁNICO.

Por: Daniel Zaperi

VER MAS ARTÍCULOS