Fundación Naturgy / FPE. Vol.1 Gas renovable

Vol. 1 . Gas renovable. El futuro de la energía y el medio ambiente. “Formación profesional para la empleabilidad”. • 21 Cada fase se caracteriza por estar compuesta por poblaciones con diferentes tasas de crecimiento y diferente sensibilidad a cada compuesto intermedio como inhibidor (por ejemplo, H 2 , ácido acético o amoníaco producido de la acidogénesis de aminoácidos), lo que implica que cada etapa presentará diferentes velocidades de reacción según la composición del substrato y que el desarrollo estable del proceso global requerirá de un equilibrio que evite la acumulación de compuestos intermedios inhibidores. 2.1 Producción de biogás Para cuantificar la producción de biogás se utiliza la demanda química de oxígeno (DQO), que es la cantidad de oxígeno requerido para oxidar la materia orgánica, como indicador de cuánta materia orgánica se está degradando para ser convertida en biogás. Para un sistema anaerobio, la DQO se considera un parámetro conservativo y por tanto, como se observa en la siguiente ecuación, la suma de las DQO de entrada debe ser igual a la suma de las DQO de salida: DQOinfluente = DQOefluente + DQObiogás En un biogás formado exclusivamente por CH 4 y CO 2 , la DQO eliminada en el sustrato se corresponde con la DQO del metano, ya que la DQO del CO 2 es nula. Por ejemplo, esto se traduce en: 2,857 kg de DQO por m 3 CH 4 , 0,35 m 3 de CH 4 por kg de DQO eliminada, a P=1 at. y T=0 ºC 0,38 m 3 de CH 4 a P=1 at. y 25 ºC. 3,5 kWh/kg de DQO eliminada. Si nos centramos en las unidades de energía, podemos observar que los sistemas anaerobios poseen una clara ventaja frente a los sistemas aerobios de tratamiento de residuos orgánicos y aguas residuales, para los cuales el consumo de energía para transferir oxígeno se encuentra alrededor de 1 kWh/kg O 2 consumido. Pueden haber variaciones sobre los valores anteriores debidas a posibles acumulaciones en el reactor, a la presencia de otros gases (H 2 , H 2 S), o a que la DQO medida no tan solo sea debida al carbono oxidable. Imagen 7. Fases de la digestión anaerobia. Biogás CH 4 /CO 2 1. Hidrólisis 2. Acidogénesis 3. Acetogénesis 4. Metanogénesis Biomasa Carbohidratos Proteínas Grasas Azúcares Aminoácidos Ácidos grasos H 2 /CO 2 Ácidos grasos Ácido Acético