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| Planta de biogás agrícola europea |
La
ingeniería de un proceso anaeróbico se basa en procedimientos y equipos
estandarizados. Hay varios procedimientos que hacen fluir la biomasa líquida
para participar en el proceso y ser descargado después. Tales procedimientos
son particularmente usuales en agricultura. La biomasa concentrada es diluida
antes de ser procesada y concentrada nuevamente después del proceso.
Hay otros
procedimientos mediante los cuales se procesa la biomasa líquida y el agua se
separa después de procesarse y se recicla a la planta de tratamiento de aguas
residuales. Tales procedimientos se aplican a la fermentación de lodos en aguas
residuales y en recientes años cada vez más para la purificación anaeróbica de
aguas residuales de compañías industriales.
Hay otros
procedimientos en los que la biomasa líquida se procesa y el agua se separa
después de procesarse y reciclarse a la planta de tratamiento de aguas
residuales. Tales procedimientos se aplican a la fermentación de lodos de aguas
residuales en los últimos años cada vez más para la purificación anaeróbica de
aguas residuales de compañías industriales.
Aparte de
los procedimientos mencionados se han establecido otras interesantes
tecnologías para la fermentación de bio residuos. Un proceso se caracteriza por
la separación de biomasa sólida después de la hidrólisis y metanización
solamente del hidrolizado. También se produce la fermentación de biomasa
apilada cuando se aplica un proceso en el que el agua se filtra a través de la
biomasa.
Los
productos de la fermentación son residuos sólidos y aguas residuales. Ambos son
procesos separados. Los residuos sólidos se pudren aeróbicamente y luego
representan un compost valioso. La duración de la podredumbre depende del
proceso de fermentación anaeróbico.
DISEÑO DEL DIGESTOR
En el mercado
están disponibles plantas de una o varias etapas para todo tipo de residuos o
materias primas.
a) Tanques y
reactores
Los sustratos
pueden contener muchas sustancias desoxigenantes, que causan mortandad de peces
y contaminación de aguas subterráneas.
Para cumplir
con las disposiciones ambientales, equipos, tanques y tuberías que contienen tales
sustratos deben ser estancos, sin que haya posibilidad de que los sustratos
puedan penetrar en aguas subterráneas. La estanqueidad de los componentes,
sobre todo conexiones, válvulas y en particular los mecanismos para
reconocimiento de pérdidas, deben ser fiables y fácilmente controlables.
La corrosión
es inducida por ácido sulfúrico, amoniaco, y ácido nítrico, particularmente en
el gasómetro; en todos los tanques, el área donde la superficie de agua cubre
las paredes del tanque del biorreactor es propenso a pérdidas si los valores de
pH son bajos (<=,6).
También, la
columna central que sostiene la cobertura para el polvo en muchos biorreactores
verticales es particularmente susceptible a la corrosión.
La planta y
otros equipos a menudo se construyen subterráneos y deben ser accesibles, así
que solamente se usan unos pocos materiales para su construcción. Veamos los materiales
más comunes:
- Hormigón reforzado: Apropiado para la preparación del tanque, biorreactor, tanque de almacenamiento de residuos.
- Bloques de hormigón, a veces con revestimiento: Apropiado para la preparación del tanque, biorreactor, tanque de almacenamiento de residuos.
- Láminas de acero (soldadas in situ o plegadas en paralelo): Este material es menos conveniente pero puede usarse en tanque biorreactor, tanque de almacenamiento de residuos y gasómetro.
- Plástico reforzado de fibra de vidrio: Este material se usa en tanque, biorreactor, tanque de almacenamiento de residuos y gasómetro.
- Plástico grueso: Conveniente solamente para tanques muy pequeños.
Tanques de
hormigón reforzado
Los tanques
de hormigón reforzado deben estar libres de grietas y ser resistentes bajo las
condiciones especiales que se producen durante fermentación en todo el periodo
de utilización.
Con hormigón
reforzado, el sustrato ácido puede penetrar al refuerzo y corroerlo si el
dióxido de carbono conteniendo aire también impregna al refuerzo. El dióxido de
carbono convierte el hidróxido de calcio en el hormigón a carbonato cálcico. El
valor del pH en el hormigón alrededor de los refuerzos decrece a valores por
debajo de 9 y el acero comienza a corroerse.
Para
prevenir tales daños debe utilizarse hormigón de alta calidad con alta
resistencia a fuertes ataques químicos cuando está expuesto a valores de pH por
debajo de 4,5 en largos periodos. Las
partes de la estructura pueden consistir en hormigón repelente al agua con alta
resistencia a la congelación. Las
siguientes normas deben ser consideradas en la construcción de tanques de
hormigón reforzado:
- Los espacios de gas angulares tienen que ser en principio eludidos.
- La transición de losas arqueadas a la pared vertical deben quedar en el espacio del gas.
- Las penetraciones para entrada y descarga pueden no quedar en el espacio del gas; una excepción es la apertura de entrada.
- Uniones y conexiones de segmentos prefabricados (ej. placa base y paredes verticales de los tanques) tienen que ser estancas, duraderas y flexibles.
La placa
base transmite el peso del tanque al suelo. Debe resistir diferencias de
presión y flexión así como cargas desiguales desde el interior (ondulación) y
desde el exterior (piedras subterráneas). Las paredes del tanque descansan con
toda su altura en la placa base. Es importante que el suelo sea compacto y
limpio.
Por razones
de estática, una placa curvada es más conveniente como cimentación. Una
cimentación cónica puede excavarse de forma más simple.
Aplicación del hormigón
- El hormigón tiene que aplicarse y consolidarse inmediatamente después de la mezcla, o inmediatamente después de ser recibido si se usa hormigonera.
- No debe añadirse agua para mantener o mejorar la fluidez. Si se incrementa la relación agua/cemento se produce porosidad y baja la resistencia.
- El hormigón debe ser comprimido suficientemente, particularmente alrededor de los refuerzos.
- El hormigón debe secarse lentamente. Después de verterse debe ser cubierto durante unos 7 días con una lámina de plástico protector o rociado con agua para prevenir la evaporación. Si no se hace no habrá bastante agua para fraguar el hormigón y las paredes de hormigón reforzado serán menos resistentes a la presión.
- Solamente cuando el hormigón esté correctamente endurecido debe ser cargado.
- Al hormigón debe aplicarse una placa de protección de la superficie.
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