Diferencias entre Filtros Orientados y No Orientados en la Producción de Biogás
Filtro No Orientado (Filtro Anaerobio)
Este tipo de filtro, también conocido como filtro anaerobio, utiliza un material inerte como soporte. Los flóculos bacterianos se adhieren a este material, permitiendo una alta concentración de bacterias en el reactor. Se caracteriza por un flujo ascendente.
- Funcionamiento: El material inerte atrapa o facilita la adhesión de los flóculos bacterianos.
- Ventaja: Permite una elevada concentración de bacterias en el reactor.
Filtro Orientado (Filtro de Película Fija)
En este caso, el soporte está formado por bloques colocados en una posición específica, no al azar, dentro del digestor. Son de flujo descendente, lo que ayuda a evitar la obstrucción de los canales y permite la utilización de la contracorriente entre la fase líquida y gaseosa.
- Funcionamiento: Los bloques de soporte se colocan de forma orientada en el digestor.
- Ventajas:
- Evita problemas de obstrucción.
- Permite la contracorriente entre la fase líquida y gaseosa.
Parámetros de Operación y Control en la Digestión Anaerobia
Los siguientes parámetros son cruciales para el correcto funcionamiento del proceso de digestión anaerobia:
- Inóculo inicial: Esencial para iniciar el proceso, especialmente para sustratos que carecen de microorganismos adecuados. Una concentración inicial del 5% suele ser suficiente.
- Grado de mezcla: Homogeneiza el medio, facilita la transferencia de materia y previene zonas muertas. La agitación puede ser mecánica o neumática.
- Temperatura: Influye en la actividad microbiana y en el equilibrio físico-químico. La digestión puede ser psicrófila, mesófila o termófila.
- pH: Debe mantenerse próximo a la neutralidad para el correcto desarrollo de todas las fases del proceso.
- Alcalinidad: Una buena alcalinidad evita la caída del pH debido a la formación de ácidos durante la acidogénesis.
- Nutrientes: La presencia de macro y micronutrientes es fundamental para el desarrollo del proceso biológico.
- Concentración de ácidos grasos volátiles (AGV): Un exceso de AGV puede indicar desestabilización del proceso.
- Presencia de tóxicos e inhibidores: Sustancias como el H2, AGV, O2 y otros tóxicos pueden inhibir el proceso.
- Tiempo de retención de biomasa (TRB) y tiempo de retención hidráulica (TRH): A mayor tiempo de retención, mayor degradación de la materia orgánica y mayor generación de biogás.
- Tasa de carga orgánica: Cantidad de sustrato introducido por m3 de digestor al día. Es un factor crucial en el diseño y debe mantenerse dentro de límites para evitar el fracaso del digestor.
Etapas del Proceso Anaerobio de Degradación de la Materia Orgánica
El proceso anaerobio se divide en cuatro etapas principales:
Hidrólisis
Las moléculas complejas se hidrolizan en moléculas más simples. Esta fase es llevada a cabo por microorganismos como hongos, bacterias y levaduras.
Acidogénesis
Las moléculas orgánicas solubles se transforman en ácidos orgánicos de cadena corta, alcoholes, CO2 y H2, mediante la acción de bacterias acidogénicas.
Acetogénesis
Los alcoholes y los ácidos propiónico y butírico se convierten en ácido acético. Parte de estos ácidos también se transforma en CO2 y H2. Este proceso es llevado a cabo por bacterias.
Metanogénesis
Los microorganismos metanogénicos transforman el ácido acético, el hidrógeno y el dióxido de carbono en metano y dióxido de carbono. Esta etapa da nombre al proceso general de biometanización.