Biodigestor: Qué es, tipo, virtudes, desventajas

Biodigestor Es un reservorio cerrado que genera metano y fertilizantes orgánicos por digestión anaeróbica de materia orgánica. Su base biológica es la descomposición de substancias orgánicas por hidrólisis, acidificación, producción de ácido acético y metano bajo la acción de bacterias.

El biofermentador proporciona las condiciones controladas primordiales para el desarrollo de biodigestión. Tras este desarrollo, el resultado definitivo recibe biogás (metano, dióxido de carbono, nitrógeno y sulfuro de hidrógeno), Biosol (fertilizante sólido) y bioalcohol (fertilizante líquido).

Instalación de biogás. Fuente: Renergon International SA [CC BY-SA 3.0

La operación básica comienza agregando residuos orgánicos y agua a un recipiente cerrado donde tiene rincón un proceso de fermentación anaeróbica. El biogás se utiliza luego para almacenamiento, empleo directo o como fertilizante.

Los tres tipos básicos de biofermentadores son discontinuos, semicontinuos y continuos, según su sistema de carga. El biofermentador por lotes se carga con desechos orgánicos solo una vez en todos y cada proceso de producción, y luego se extrae el fertilizante para comenzar otro período.

Estas cargas semicontinuas se cargan regularmente y se extrae la proporción de fertilizante pertinente al volumen cargado. Un sistema continuo es una planta con contaminación orgánica permanente y la producción de biogás y fertilizantes.

Una de las virtudes de los biofermentadores es la adecuada predisposición de los residuos orgánicos, el reciclaje y la reducción de los riesgos medioambientales. Además, asimismo se producen energía (biogás) y fertilizantes orgánicos, lo que crea valor económico y ecológico.

No obstante, también hay algunos inconvenientes, como el consumo de agua, las dificultades para mantener el nivel de temperatura ideal y la existencia de contaminantes (sulfuro de hidrógeno, siloxano). El peligro de acumulación y explosión de materias primas en el área también es un problema.

Puede crear un biodigestor casero parcialmente económico y remover los desechos de alimentos orgánicos. Todo lo mencionado necesita un barril con tapa sellada y algunos materiales de tubería (tubería de PVC, grifo, etc.).

A mayor escala, entre las viviendas de las áreas despobladas, el sistema de embutidos es el mucho más económico y relativamente simple de construir. El sistema radica esencialmente en bolsas de polietileno selladas con conexiones apropiadas.

Por qué razón

Régimen y reciclaje de restos orgánicos

Desde la perspectiva de la administración sostenible de los residuos orgánicos y la generación de energía renovable, los biofermentadores son una opción alternativa tecnológica de gran herramienta. Por servirnos de un ejemplo, ofrecen una opción alternativa al reciclaje de restos orgánicos sólidos y líquidos, que se transforman en materia prima para biofermentadores.

Reciclar los desechos orgánicos así puede achicar el encontronazo en la polución ambiental y ahorrar costes de gestión. Los digestores biológicos se utilizan para el régimen de aguas residuales, régimen de desechos orgánicos sólidos en la red social y desechos agrícolas y animales.

Producción de biogás y fertilizantes orgánicos.

Los artículos de la fermentación anaeróbica son biogás y fertilizantes orgánicos.

Biogás

El biogás tiene dentro alrededor del 60% de metano y es un combustible enormemente calorífico que se puede usar para producir energía. Se puede emplear para cocinar, producir energía (turbina de gas), motores en movimiento o calefacción.

Fertilizante orgánico

El abono orgánico producido por el abono orgánico se obtiene en estado (Biosol) y líquido (Bio) con un contenido elevado de macro y micronutrientes. Los macronutrientes básicos (fósforo, nitrógeno y potasio) pueden separarse del cuerpo a través de procesos de ultrafiltración y ósmosis inversa.

Biol tiene dentro un sinnúmero de hormonas de crecimiento que pueden emplearse de cara al desarrollo de plantas, como ácido indol acético, giberelina y citoquinina.

Como funciona esto

El principio de desempeño de un biofermentador es hacer un desarrollo de biogasificación por fermentación anaeróbica que descompone las sustancias orgánicas hidratadas y tiene rincón en ausencia de aire. Esto pasa a lo largo del desarrollo de fermentación, el producto primordial del proceso de fermentación es el gas metano (CHCuarto) y dióxido de carbono (CO2).

Carga y mezcla del biodigestor

Se transporta en un tanque de carga, consistente en un tanque en el que la materia orgánica está ya lista para ser agregada al fermentador biológico por medio de una tubería de carga.

Régimen de orgánicos y cargas

El biofermentador debe llenarse regularmente con materia orgánica y suficiente agua para lograr su capacidad de carga. En este sentido, el 25% del volumen del biofermentador debe reservarse para la acumulación del gas producido.

El tipo y la calidad de la materia orgánica asimismo influye en la eficacia y el uso de restos sólidos y líquidos como fertilizante. Algunos desechos orgánicos tienen la posibilidad de causar problemas durante la fermentación, por servirnos de un ejemplo, los restos de cítricos tienen la posibilidad de acidificar demasiado el medio de cultivo.

El material se debe moler o machacar al tamaño mucho más pequeño viable, para fomentar la fermentación, la mezcla debe contener 75% de agua y 25% de materia orgánica. Debe removerse regularmente para asegurar la homogeneidad del desarrollo de fermentación en la mezcla.

Temperatura y tiempo de residencia

El tiempo de residencia de la sustancia orgánica para la fermentación completa en el biofermentador es dependiente de su tipo y temperatura. Cuanto mayor sea la temperatura ámbito, mucho más rápida va a ser la fermentación (a 30 ºC, por poner un ejemplo, el biofermentador puede demorar unos 20 días en cargarse).

Fermentación anaeróbica

Fermentación anaeróbica. Fuente: Tilley, Y también., Ulrich, L., Lüthi, C., Reymond, Ph., Zurbrügg, C. [CC BY-SA 3.0 

Las bacterias juegan un papel aquí, que necesitan propiedades del ambiente adecuadas, como B. sin aire, temperaturas superiores a 20 ° C (idealmente 30-35 ° C) y medios no ácidos. En estas condiciones, se han creado tres etapas:

hidrólisis

Durante este desarrollo, las bacterias hidrolizadas segregan enzimas extracelulares. Esto descompone las cadenas complejas de carbohidratos, proteínas y grasas en extractos solubles mucho más pequeños (azúcares, aminoácidos y grasas).

Etapa de acidificación o fermentación

Los compuestos solubles del paso anterior se fermentan en ácidos grasos volátiles, alcoholes, hidrógeno y dióxido de carbono.

Formación de ácido acético.

Las bacterias acetogénicas empiezan a actuar, oxidando los ácidos orgánicos a fuentes de carbono. Producen ácido acético (CH3COOH), HidAGENon (H.2) y dióxido de carbono (CO2) Y la existencia de sulfuro de hidrógeno crea fragancias desapacibles.

Formación de metano o etapa metanogénica

En el último paso, los metanógenos descomponen los productos del ácido acético en metano. En la naturaleza, estas bacterias actúan en pantanos, cuerpos de agua y en el estómago de los rumiantes.

Al final de esta etapa, la mezcla contiene metano (45 a 55%), dióxido de carbono (40 a 50%), nitrógeno (2 a 3%) y sulfuro de hidrógeno (1, 5 a 2%).

¿llegada? ? ? Descarga de biodigestor

La productividad del biogás y los fertilizantes depende del tipo de biofermentador, la materia orgánica añadida y la temperatura. El biogás se recopila en la parte de arriba del biofermentador y se descarga en el tanque de almacenaje mediante tuberías.

En el momento en que se completa la fermentación, el lodo (una mezcla de sólido y líquido) se absorbe a través de la tubería. La descarga se realiza según el principio de los contenedores comunicados, o sea que al cargar, la presión evacua el exceso del lado opuesto.

La relación entre la cantidad de material importado (residuos orgánicos y agua) y el material de partida (bio-suelo y bio-alcohol) es sutilmente inferior a 1: 0,9. Esto corresponde a un rendimiento del 90%, la mayor proporción correspondiente al biológico (líquido).

Biogás: limpieza

El gas producido debe purificarse para remover o reducir el contenido de sulfuro de hidrógeno y agua, y se emplea una trampa para capturar estos dos compuestos. Esto es necesario para achicar el riesgo de daños a la propiedad debido a la corrosividad de estos elementos.

torbellino

En el momento en que la tubería se convierte en un Si el espacio mucho más grande se abre y el gas sigue fluyendo mediante otra constricción, el agua transportada por el biogás se precipitará. En el final de esta tubería hay un envase hermético grande para contener el agua y después drenarla mediante la válvula de drenaje inferior.

Trampa de sulfuro de hidrógeno

La extracción de sulfuro de hidrógeno del biogás es similar a las trampas de agua, pero las trampas colocadas en la tubería deben contener limaduras de hierro o esponjas. A medida que el biogás pasa a través del lecho de hierro, el sulfuro de hidrógeno tiene una reacción con él y se precipita.

Estiércol: separación y compostaje

La mezcla de Biosol y bio alcohol pasa por un desarrollo de sedimentación para dividir los dos elementos. Biosol se puede usar solo o mezclado con compost para su uso posterior como fertilizante sólido.

Biol se emplea como fertilizante foliar líquido o se añade al agua de riego, lo que lo hace muy útil en sistemas hidropónicos.

Géneros

Producción de biogás en Alemania. Fuente: Volker Thies (Asdrubal) [CC BY-SA 3.0 

Los biofermentadores se clasifican según su ciclo de carga y diseño. Por su continuidad de carga disponemos:

 Interrumpido

Sistema por lotes o Conjunto Radica en un tanque hermético absolutamente cargado que unicamente se puede recargar en el momento en que se detiene la producción de biogás. El gas se recopila en un colector flotante (contador de gas) que está conectado a la parte superior del tanque de almacenamiento.

Si los desechos orgánicos solo están disponibles de forma intermitente, use este tipo de biofermentador.

Semicontinuo

A diferencia de un sistema por lotes, la carga y descarga se efectúa en un punto concreto de la producción de biogás. Según su sistema constructivo, se puede dividir en tres tipos básicos:

Cocedor de salchichas o globo orgánico

Asimismo llamado taiwanés, consiste en un pozo poco profundo revestido con concreto en el que se instalan bolsas o tubos de polietileno. La conexión entre la entrada de biorresiduos y la salida de biogás debe instalarse en esta bolsa.

El cilindro se llena con agua y aire y luego se agrega la carga de desechos orgánicos.

Fermentador biológico de cúpula fija

Este es el bio fermentador chino, que consiste en un tanque de almacenaje subterráneo hecho de ladrillos u hormigón. El cuerpo del tanque es un cilindro vertical, el extremo es redondo o convexo y tiene un sistema de carga y descarga.

El biogás se amontona en el espacio sosprechado a dicho efecto bajo la cúpula superior. El biofermentador emplea biogás a presión variable según el desempeño.

Fermentador de domo flotante biológico

Tiene por nombre Biodigestor indio y consiste en un tanque cilíndrico subterráneo con un sistema de carga y descarga. Es de ladrillo u hormigón y tiene un tanque flotante (contador de gas) en la parte superior, en el que se acumula el biogás.

Gracias a la acumulación de biogás, el medidor de gas de fibra de vidrio o plástico recubierto de acero inoxidable flota sobre la mezcla. Su virtud es que puede sostener una presión de aire incesante.

El contador de gas sube y baja según el nivel de mezcla y la proporción de biogás. Por lo tanto, se necesitan rieles laterales o guías centrales para eludir la fricción con la pared.

Incesante

En un caso así, la carga y descarga del biofermentador es un desarrollo continuo que requiere la disponibilidad persistente de residuos orgánicos. Se trata de enormes plantas industriales que generalmente se usan para tratar aguas residuales municipales.

Para esto se utiliza un sistema de tanque de obtenida, bombas de transferencia al biofermentador y extracción de fertilizante. El biogás pasa a través del sistema de filtración y se comprime y distribuye para su distribución a los consumidores.

Ventaja

Reciclaje y polución

Mediante la instalación de fermentadores biológicos se tienen la posibilidad de reciclar los residuos orgánicos, reduciendo el impacto ambiental y consiguiendo modelos útiles. En las zonas rurales, el manejo de las heces de los animales en la granja es especialmente esencial.

Conseguir biogás

El biogás es una fuente de energía eficaz y rentable que se utiliza eminentemente en el momento en que no se dispone de otras fuentes de energía. En las áreas despobladas de los países decaídos, la madera se usa para cocinar, lo que contamina el medioambiente.

La disponibilidad de biogás deja achicar la necesidad de leña y, por tanto, tiene un efecto positivo en el cuidado de la biodiversidad.

Producción de fertilizantes

El fermentador biológico puede ocasionar fertilizantes orgánicos sólidos (Biosol) y líquidos (biológicos). Estos fertilizantes tienen poco encontronazo ambiental y pueden achicar los costes de producción agrícola.

en buena salud

La supresión adecuada de los desechos orgánicos reducirá los riesgos para la salud. Se ha encontrado que el 85% de los patógenos no tienen la posibilidad de sobrevivir al desarrollo biológico de digestión.

Por servirnos de un ejemplo, los coliformes fecales se pueden reducir en un 50-70% y los hongos en un 95% en 24 horas a 35 ° C. Por consiguiente, como proceso cerrado, se disminuye el fragancia desapacible.

culpa

Agua disponible

Este sistema requiere una alta disponibilidad de agua gracias a los requisitos de mezcla. Por otro lado, el biofermentador debe estar ubicado cerca de la fuente de la materia prima y del sitio de consumo del biogás.

La temperatura

El biofermentador debe sostener una temperatura constante cercana a los 35 ° C y entre 20 y 60 ° C. En consecuencia, puede ser necesario un aporte de calor externo.

Subproductos dañinos

Genera sulfuro de hidrógeno (H2S) tóxico y corrosivo y siloxanos de silicona, que se encuentran en cosméticos y mezclas de desechos orgánicos. Estos siloxanos generan SiO2 (dióxido de silicio), que es abrasivo para las máquinas y los componentes.

La presencia y concentración de estos subproductos dependen de factores como la proporción de materias primas usadas, agua y sustrato sólido.

Generacion de residuos

Existe la necesidad de acumular desechos cerca del biofermentador, lo que crea problemas logísticos y también higiénicos que deben abordarse.

Riesgo de explosión

Ya que se trata de una central eléctrica de gas, hay un cierto peligro de explosión si no se toman las cautelas adecuadas.

costos

A pesar de que los costos de cuidado y operación de los biofermentadores son parcialmente bajos, los costos iniciales de instalación y construcción tienen la posibilidad de ser parcialmente altos.

De qué manera hacer tu propio biodigestor

Fermentador ecológico casero. Fuente: Kevinsooyan [CC BY-SA 4.0 

El biofermentador se utilizará como elemento básico y depósito para las líneas de fermentación, carga y descarga y sus válvulas. Además, se precisan tanques de biogás y fertilizantes.

Cabe señalar que todo el sistema ha de ser hermético para eludir fugas de gas. Por otro lado, el sistema debe estar construido con materiales de acero inoxidable como PVC o acero inoxidable para eludir daños por agua y sulfuro de hidrógeno.

Fermentador

Se pueden emplear cubos o tanques de plástico, cuya capacidad depende de la proporción de restos orgánicos tratados. Este tanque de agua debe tener una tapa sellada; de lo contrario, la tapa debe sellarse con adhesivo plástico fuerte a altas temperaturas.

El tanque de agua debe tener 4 agujeros y todas y cada una de las instalaciones deben sellarse con silicona de alta temperatura.

Tapa de carga

El orificio está en el centro de la tapa del tanque, ha de ser de por lo menos 10 cm y debe instalarse un tapón roscado de plomería. Esta tapa está conectada a una tubería de PVC de 4 pulgadas que va al tanque. perpendicular a 10 cm del suelo.

Esta entrada se usa para cargar restos orgánicos previamente triturados o triturados.

Puerto de entrada de aguas residuales 1

Es esencial rememorar que el 25% del espacio del tanque debe reservarse para la libre acumulación de gas. Por ende, hay que perforar un orificio en un lado del chato horizontal. En este orificio se usa un tubo de PVC de 2 pulgadas y 15 cm de largo con un tapón para instalar el adaptador del tanque de agua.

La función de la manguera de drenaje es dejar que el exceso biológico escape mediante la tapa de carga una vez que el tanque de agua está lleno. Biol debe guardarse en un recipiente conveniente para su uso posterior.

Entrada de aguas residuales 2

El segundo drenaje debe ir en el fondo del tanque para sacar la parte mucho más densa del producto fermentado (Biosol). También se usa una tubería de PVC de 15 cm de largo y 2 pulgadas y un grifo.

Exportación de biogás

Se corta un orificio de 1/2 pulgada en la parte de arriba del tanque para disponer una tubería de PVC de igual diámetro con el adaptador del tanque. Hay un grifo en la salida de la tubería.

Sistema de limpieza y salida de biogás

La tubería de descarga de biogás debe tener una longitud mínima de 1,5 m para lograr introducir el sistema de extracción de agua y sulfuro de hidrógeno en su recorrido. Si es necesario, la tubería se puede extender para transportar el gas a su rincón de almacenamiento o uso.

Extracción de agua

Para drenar el agua de la boquilla, la manguera debe interrumpirse a 30 cm para insertar un envase de plástico o vidrio con la tapa cerrada. La línea de gas debe tener un desvío a través de la parte en T para que el gas pueda entrar al contenedor.

De esta forma, el gas llena el recipiente, el agua se condensa y el gas prosigue fluyendo por la tubería.

Extracción de sulfuro de hidrógeno

Tras el sifón, introduzca una sección de tubería de 4 pulgadas con la reducción pertinente en los próximos 30 cm. Esta parte debe llenarse con limaduras de hierro o una esponja de metal libre comercialmente.

El sulfuro de hidrógeno reacciona con el metal y precipita, y el biogás pasa al tanque de almacenaje o al punto de empleo.

realizar referencia a

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