digestiÓn anaerÓbica y producciÓn de biogÁs: un recurso renovable

DIGESTIÓN ANAERÓBICA Y PRODUCCIÓN DIGESTIÓN ANAERÓBICA Y PRODUCCIÓN DE BIOGÁS: UN RECURSO RENOVABLE.DE BIOGÁS: UN RECURSO RENOVABLE.

Congreso Aguas&Ambiente – ChileCongreso Aguas&Ambiente – Chile25 al 28 de Mayo 2005 - Santiago25 al 28 de Mayo 2005 - Santiago

Jean-François BRADFERIngeniero Procesos Industriales

Gerente General – AS&D Consultoreswww.asdconsultores.cl

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DIGESTIÓN ANAERÓBICA Y BIOGÁS: RECURSOS RENOVABLES.DIGESTIÓN ANAERÓBICA Y BIOGÁS: RECURSOS RENOVABLES.

Introducción: Situación en ChileIntroducción: Situación en Chile Marco Legal

– Entrada en vigencia del D.S.90,– Reglamento sobre manejo de Lodos No Peligrosos (en trámite…),

Crisis Energética– Disminución Recursos Gas Natural,– Generación Hidroeléctrica insuficiente,– Generación Termoeléctrica depende del petróleo (recurso en vía

de agotamiento…) Apertura al Mercado Internacional

– Costos de Tratamiento son parte del Costo Productivo,– Conservar la Competitividad en relación a su Competencia.

→ IMPORTANCIA DE LA ALTERNATIVA DE TRATAMIENTO DE LAS AGUAS

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Reglamento para el Manejo de LodosReglamento para el Manejo de Lodos El requisito para tener un lodo Clase B se cumple

si existe la aprobación para operar uno de los procesos de higienización siguientes:– Digestión Aeróbica,– Secado al aire,– Digestión Anaeróbica,– Compostaje,– Estabilización con cal,– Otro proceso equivalente.

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¿Por qué la opción Anaeróbica?¿Por qué la opción Anaeróbica?

Una alternativa viable para:Tratar las aguas servidas y RILes altamente

“cargados”,Generar menos lodos que estarán además

“desactivados” (inertes),Reutilizar parte de la energía producida por este

proceso,Disminuir a lo largo los costos de manejo de

lodos.

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Digestión Anaeróbica en el Digestión Anaeróbica en el MundoMundo

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La Digestión AnaeróbicaLa Digestión AnaeróbicaMacro-moléculas

Ácidos Orgánicos (AGV)Acetato, propionico, butírico

CH4 + CO2

H2 + CO2

CH4

Hidrólisis, Acidogénesis, Acetogénesis

Metanógenesis

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Digestión en Alimentación ContinuaDigestión en Alimentación Continua

Etanchéité gaz

Trou d'hom m e

Isola tion therm ique

D

Dfond

V

Vgaz

PTAS El Trebal (Aguas Andinas)

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Caso del ASBR Caso del ASBR (Anaerobic Sequencial Batch Reactor)(Anaerobic Sequencial Batch Reactor)

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PropiedadesPropiedades y y Características del Características del BiogásBiogás

COMPOSICIÓN

PROPIEDADES

CH4 55 a 70% CO2 25 a 40% N2 2 a 7% H2 1 a 5% H2S 50 a 5000 ppm

Densidad 0,8 a 1,2 (/aire) Incoloro, fuerte olor, tóxico, COMBUSTIBLE.

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CH4 más liviano

CO2 y H2S más pesados

Sala Sopladores de Biogás (PTAS El Trebal – Santiago de Chile)

PropiedadesPropiedades y y Características del Características del BiogásBiogás

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AlgunasAlgunas Cifras Claves Cifras Claves Eff. Tratamiento (DQO):

Producción Biogás

Purines: 70 a 90% P.T.A.S.: 65 a 93% Lixiviados: 64 a 92% Mataderos: 85 a 95% Leche reconstituida:70

a 90% 0,5 m3/kg DQO 0,35 m3CH4/kg DQO

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OtrasOtras Cifras Claves Cifras Claves Producción Biogás

Energía Producida

0,5 m3/kg DQO 0,35 m3 CH4/kg DQO

3,3 kW.h/kg DQO (basado sobre PCI=6,6 kW.h/m3)

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Comparación con AeróbicaComparación con Aeróbica

Energía para Oxigenación (W.h/g.DBO rem.)

Potencia de Mezcla (W/m3)

Producción lodos (kg SSV/kg DBO)

Anaerób. Aerob.

n/a 0,5-1,8

5-8 20-40

0,08-0,15 0,6-0,8

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Comparación con AeróbicaComparación con Aeróbica Balance Energético Tratamiento Aeróbico:

– Consumo kW.h/d = 1,2 x M (kg.DQOrem./d)

Balance Energético Tratamiento Anaerób.:– Consumo: kW.h/d = 0,007 kW/m3 x 24h/d x 20d x Q

(m3/d)– Producción: 1,5 a 2 kW.h/d x 0,5 m3/kg.DQO x M

(kg.DQO/d)– El exceso de calor sirve a calentar el digestor…– No incluye ahorro por manejar menos lodos…

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Aplicación numéricaAplicación numérica

RIL 1.000 m3/d – DQO 10 g/l – T=15 ºC– Q = 1.000 m3/d– M = 10.000 kgDQO/d

Balance Aeróbico: 12 MW.h/dBalance Anaeróbico:

– Consumo: 3,4 MW.h/d– Producción: 7,5 a 10 MW.h/d

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El El EntornoEntorno del Digestor del Digestor

Digestor

Calderas

Compresores & Sopladores

Gasómetro

Antorcha

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El El EntornoEntorno en imágenes... en imágenes...

PTAS El Trebal (Aguas Andinas)

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Relleno Sanitario: un Digestor Relleno Sanitario: un Digestor AnaeróbicoAnaeróbico

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Compresores & Sopladores Compresores & Sopladores MPR IndustriesMPR Industries

P.T.A.S. Talagante – Aguas Andinas

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Gasómetro TMBGasómetro TMB

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Antorchas Biogás AS&DAntorchas Biogás AS&D

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Diseño Red de BiogásDiseño Red de Biogás

Circuito de Mezcla con Inyectores de Biogás

Circuito de Combustión del BiogásCircuito de Calefacción con AguaSuministro de Equipos con Tecnología

Francesa y Nacional (antorcha, trampas de condensados, intercambiadores etc.)

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