OV Fertilització Tractaments Consolidats digestió anaeròbia TITOL
Digestió anaeròbia
OV Fertilització Tractaments Consolidats digestió anaeròbia
La digestió anaeròbia, també anomenada biometanització, és un procés biològic que té lloc en absència d'oxigen
(condicions anaeròbies) durant el qual part de la matèria orgànica es transforma, per l'acció dels microorganismes,
en una barreja de gasos coneguda com a biogàs. El biogàs està constituït principalment per metà i diòxid de carboni
amb una riquesa en metà que oscil·la entre el 60% i 70%, motiu pel qual és un gas combustible (en termes energètics,
1 m3 de biogàs equival aproximadament a 0,6 L de gasoil). També s’obté un producte orgànic, conegut com a
digerit, que és més estable i amb un volum lleugerament inferior al cabal d’entrada del digestor, ja que part del
material processat es transforma en biogàs, però que reté els nutrients presents inicialment.
La digestió anaeròbia és un bioprocés complex en el qual intervenen diferents
grups de microorganismes. La matèria orgànica es descompon en compostos més
senzills (hidròlisi), que són transformats en àcids grassos volàtils
(acidogènesi), i finalment a àcid acètic (acetogènesi) com a principals
compostos intermediaris del procés. Aquests àcids són consumits pels
microorganismes metanogènics que produeixen metà i diòxid de carboni
(metanogènesi). Totes les etapes esmentades tenen lloc de forma simultània dins
del reactor, també anomenat digestor. En general, els digestors operen amb un
màxim contingut de matèria seca del 12% a una temperatura relativament constant
de 30-45°C quan es treballa en condicions mesòfiles, o a una temperatura de
52-55°C (amb una variació màxima de 0,5°C) quan ho fan en condicions termòfiles.
En aquest darrer cas, és possible augmentar la capacitat de tractament i generar
un digerit higienitzat (sense microorganismes patògens).
Infraestrucctura: 2 basses impermeables (purí d'entrada i per al
digerit), sistema d'emmagatzematge de subproductes quan s'utilitzin com a
substrat, digestor anaerobi (cal assegurar un temps de retenció hidràulic i
cel·lular adequats), gasómetre. .
Equips: Equips del digestor: agitadors, bombes d'impulsió i
sistema de calefacció, vàlvula de seguretat i torxa, i infraestructura per a la
valorització del biogàs (tractament del biogàs o caldera o motor de cogeneració
en cas que es prevegui l'aprofitament del biogàs
Elements de control:Cabalímetres, sensors de pH i temperatura
així com de la composició del biogàs, comptador de la producció elèctrica en cas
de producció d'electricitatt sondes d'humitat i temperatura ambiental, mesurador
de pH, mesurador de temperatura.
Additius i altres materials: Co-substrats i additius.
Rendiments màssic típic de la digestió anaeròbia de reactors de
mescla completa operats a 35°C i un temps de retenció de 20 dies de purins de
porc d’engreix (Font: Campos et al., 2007).
L’eficiència energètica de la producció de biogàs dependrà de la configuració del
digestor, la temperatura d’operació i el material a tractar. Una bassa coberta
pot arribar a produir uns 4-6 m3 de biogàs per tona de purí tractat.
Per a la situació més habitual d’un digestor tipus CSTR operat en condicions
mesòfiles i que tracti purins de porc d’engreix, es poden obtenir uns 11-18
m3 de biogàs per tona de purí tractat. Aquest biogàs contindrà un
65%-70% de metà.
La digestió anaeròbia de les dejeccions ramaderes comporta la degradació de la
matèria orgànica i la consegüent conversió de bona part del nitrogen orgànic a
amoníac, però té un impacte relativament baix des de la perspectiva de la
concentració o eliminació del nitrogen. Si no hi ha pèrdues per volatilització,
tot el nitrogen dels purins tractats roman al digerit, això sí, amb una major
proporció del nitrogen amoniacal.
El digerit és un líquid dens i ric en minerals, que conté menys matèria orgànica
i que a la vegada és relativament estable i higienitzat comparat amb les
dejeccions abans de ser tractades. El digerit es pot aplicar directament al camp
o pot ser deshidratat mitjançant processos de separació fisicoquímica o
d’assecament tèrmic. L’aplicació directa del digerit és més beneficiosa que la
de les dejeccions sense digerir per diversos motius: - Té un format més homogeni
que les dejeccions - Es produeixen menys pèrdues de nitrogen per volatilització
de l’amoníac. - Es generen menys emissions de metà i males olors -
Mineralització ràpida del nitrogen millorant la disponibilitat per a les
plantes. - Reducció dels microorganismes patògens per a les plantes, els animals
i els humans, així com de les llavors de males herbes, - Té un impacte positiu
sobre la diversitat dels microorganismes al sòl.
Tot i que la producció i l’aprofitament del biogàs és una pràctica sostenible que
resulta en una disminució de les emissions de gasos d’efecte hivernacle, tant
pel confinament com per la generació d’energia renovable, cal prestar molta
atenció a les fuites de metà que es puguin produir a les instal·lacions. Els
punts més crítics en aquest sentit es produeixen durant l’emmagatzematge del
digerit i del propi biogàs (gasòmetre), als motors de cogeneració, així com a
les juntes dels conductes del biogàs i a les vàlvules de pressió. Els paràmetres
que més influencien les emissions de metà es divideixen en les estructurals, en
funció de la tecnologia implementada i materials utilitzats, i les operatives
relacionades amb la gestió de la planta. Les principals mesures per reduir les
emissions són: (i) tancar el dipòsit del digerit de forma que sigui estanc; (ii)
revisar regularment les instal·lacions; (iii) monitoritzar freqüentment els
components...
