Las soluciones de residuos sostenibles son una preocupación creciente para las empresas, los consumidores y los inversores. Estados Unidos está actualmente en camino de quedarse sin espacio en vertederos para 2036. Para algunas empresas y municipios, la digestión anaeróbica es un método alternativo ideal de eliminación de residuos.
La digestión anaeróbica convierte los residuos orgánicos en valioso biogás y digestato utilizando microorganismos en ausencia de oxígeno. Este proceso reduce los residuos de los vertederos y mitiga las emisiones de gases de efecto invernadero, por lo que contribuye a la sostenibilidad ambiental.
El biogás es una mezcla de metano y dióxido de carbono y es una fuente de energía renovable versátil. Puede utilizar el digestato como un fertilizante rico en nutrientes, cerrando el ciclo de un ciclo sostenible de conversión de residuos en energía.
Soluciones de digestión anaeróbica incluyen varios componentes: una unidad de pretratamiento para preparar el material de entrada, un tanque digestor donde se produce la descomposición biológica, un sistema para capturar y almacenar el biogás producido e instalaciones de postratamiento para el digestato.
Sistema de entrada de materia prima
El proceso comienza con la recolección y preparación de los residuos orgánicos para que sean aptos para una digestión eficiente. Las fuentes de desechos orgánicos, como los residuos agrícolas, los desperdicios de alimentos, el estiércol y los lodos de depuradora, pueden digerirse individualmente o combinarse en un solo digestor.
Durante la fase de pretratamiento, los residuos se clasifican para eliminar los materiales inorgánicos y los contaminantes, y luego se trituran o maceran para aumentar su superficie, lo que ayuda a descomponerlos de manera más eficiente.
Muchos tipos de residuos agrícolas funcionan con la digestión anaeróbica, incluidos los residuos de cultivos y el estiércol animal. En EcoRich, tenemos sistemas que le permiten utilizar los residuos de alimentos de fuentes residenciales, comerciales e industriales. También funcionan los residuos orgánicos industriales, los lodos cloacales de las plantas de tratamiento de aguas residuales y los cultivos energéticos que se cultivan específicamente para la producción de bioenergía.
Cámara de digestión
El cámara de digestión, o tanque digestor, es donde los residuos se convierten en biogás y digestato. Esta cámara proporciona un entorno óptimo para que los microorganismos anaeróbicos prosperen y realicen el proceso de digestión. Fabricamos tanques sellados y libres de oxígeno que están construidos con materiales resistentes a la corrosión. Algunos digestores están equipados con mezcladores para homogeneizar la materia prima y los sistemas de calentamiento a fin de mantener la temperatura ideal para una digestión eficiente.
La digestión anaeróbica solo ocurre bajo ciertas condiciones. Los digestores deben mantenerse a temperaturas específicas, de 50 a 60 °C para los sistemas termófilos o de 35 a 40 °C para los sistemas mesófilos, según la comunidad microbiana. El nivel de pH del digestor debe estar en un rango neutro (entre 6,8 y 7,2) para mantener la vida microbiana. Además, hay que mantener un entorno anaeróbico (sin oxígeno) para apoyar a los organismos que producen biogás.
Mientras se mantengan estas condiciones, los microorganismos del digestor descomponen los compuestos orgánicos complejos a través de un proceso de varias etapas que produce metano, dióxido de carbono y digestato. Este proceso biológico transforma los residuos orgánicos en energía renovable y subproductos valiosos para una solución de gestión de residuos sostenible.
Sistema de recolección de biogás
Una vez que haya producido biogás, el sistema de recolección lo captura y lo almacena para su uso posterior. El biogás se compone principalmente de metano (CH).4) y dióxido de carbono (CO2). Este gas sube a la parte superior del tanque del digestor, donde se recoge a través de un sistema de tuberías.
El sistema de recolección de biogás incluye cúpulas o cubiertas de gas en los digestores que capturan el biogás creciente, tuberías para transportar el gas, trampas de condensado y filtros para eliminar las impurezas y la humedad, y contenedores de gas para el almacenamiento. Nuestras unidades de almacenamiento están diseñadas para soportar la presión y la composición del biogás, de modo que usted disponga de un suministro constante para la producción de energía o su posterior procesamiento.
El mayor peligro de los sistemas de digestión anaeróbica es el fuego. El metano es inflamable, por lo que nuestros sistemas incluyen medidas de seguridad, como apagallamas, para contener cualquier llama o explosión. También contienen válvulas de alivio de presión y vacío para evitar el exceso de presión. Nuestro digestor cumple y supera todos los estándares de seguridad.
Equipo de utilización de biogás
El siguiente paso es convertir el biogás en energía. La producción de biogás proporciona diversas formas de energía, como electricidad, calor y combustible. Esta conversión contribuye a la producción de energía renovable y reduce la dependencia de los combustibles fósiles.
Las tecnologías para la conversión de biogás incluyen unidades combinadas de calor y energía (CHP), calderas de biogás y sistemas de conversión de biogás a biometano. Las unidades de cogeneración son altamente eficientes a la hora de utilizar biogás para generar electricidad y capturar el calor residual para fines de calefacción. Este enfoque de doble uso maximiza el rendimiento energético del biogás y puede proporcionar energía sostenible en entornos industriales, comerciales y residenciales.
Las calderas de biogás son otro método eficaz. Queman biogás directamente para producir calor para calentar espacios, calentar agua o procesos industriales. El biogás también se puede convertir en biometano. Este proceso elimina el CO2, vapor de agua e impurezas, lo que produce un gas de mayor calidad compatible con los estándares de gas natural. El biometano puede inyectarse en las redes de gas natural o usarse como combustible para vehículos, lo que ofrece una fuente de energía limpia y versátil.
Procesamiento y almacenamiento de digestatos
El digestato es el otro subproducto valioso de la digestión anaeróbica. Es un material rico en nutrientes compuesto de materia orgánica no digerida, agua y minerales. Contiene nitrógeno, fósforo y potasio, por lo que es un fertilizante eficaz. Para procesar el digestato, el sólido se separa del líquido. La materia sólida se puede utilizar como acondicionador del suelo, mejorando la estructura del suelo y la retención de agua, mientras que la parte líquida se puede aplicar directamente a la tierra como agua de riego. Las instalaciones de almacenamiento de digestato están diseñadas para evitar la lixiviación y minimizar los olores para cumplir con las normas ambientales. El procesamiento y el almacenamiento adecuados del digestato mitigan los posibles impactos ambientales y maximizan su valor como recurso agrícola sostenible.
Sistemas de control y monitorización
Para garantizar que el proceso de digestión anaeróbica se ejecute de manera eficiente y segura, los sistemas de control y monitoreo rastrean varios parámetros críticos, como la temperatura, los niveles de pH, la composición del gas y los caudales de la materia prima. Esto proporciona datos en tiempo real que ayudan a mantener las condiciones óptimas dentro del digestor.
Los sistemas de monitoreo y control permiten ajustes inmediatos a las condiciones ambientales para mantener los microbios activos y el proceso de digestión estable. También identifican de forma temprana los posibles problemas, como las fugas o los desequilibrios del sistema, lo que permite intervenir rápidamente si es necesario.
Consideraciones de mantenimiento y seguridad
Los sistemas de digestión anaeróbica son seguros y eficaces, pero deben mantenerse correctamente para prolongar la vida útil del sistema y proteger a los operadores. Las inspecciones y el mantenimiento periódicos de los componentes mecánicos, como los mezcladores y las bombas, evitarán fallos que podrían interrumpir el proceso de digestión. Los sistemas de recolección y almacenamiento de gas también deben monitorearse para detectar el desgaste y las posibles fugas.
Las principales consideraciones de seguridad incluyen la gestión de los riesgos asociados con el biogás, una mezcla inflamable y potencialmente explosiva. Esto implica instalar sistemas de detección de gas, garantizar una ventilación adecuada en los espacios cerrados e implementar procedimientos de parada de emergencia para aislar rápidamente los flujos de gas en caso de una fuga.
Reflexiones finales
Las soluciones de digestión anaeróbica constan de varios componentes esenciales. El sistema de entrada de materias primas prepara e introduce los residuos orgánicos. El tanque de digestión es donde los microbios descomponen la materia orgánica para producir biogás y digestato. El sistema de recolección de biogás captura y almacena el biogás. El equipo de utilización de biogás convierte el biogás en electricidad, calor o combustible. El procesamiento y el almacenamiento del digestato gestionan el subproducto para su uso como biofertilizante, y los sistemas de control y monitoreo garantizan condiciones ambientales y un rendimiento óptimos del sistema.
Comprender la función de cada componente dentro del digestor anaeróbico lo ayudará a optimizar el funcionamiento y la producción de su sistema. En EcoRich, facilitamos el compostaje in situ para organizaciones de todos los tamaños. Si está listo para pasar a una opción de gestión de residuos más sostenible, extender la mano a nuestros expertos de hoy.
