Diseño
del reactor
La
construcción de reactores de biogás es común en los países en desarrollo aunque
su capacidad no suele ser superior a 10 m3. En los países
desarrollados son más comunes los reactores de hormigón reforzados. Estos reactores se construyen bastante
planos, para reducir las tensiones de presión.
Los
reactores de acero revestidos de plásticos y esmaltados se usan más raramente
debido a su sensibilidad a impactos.
En algunas
ocasiones se ven en las bases del digestor. La base del digestor puede
protegerse por ejemplo con láminas de polietileno de 0,2-0,8 mm de espesor,
dependiendo de la aplicación, se pone en la capa inferior. La lámina usualmente
se coloca solapándose. En zonas de protección de agua, las láminas se sueldan
entre sí.
Una buena
lámina con protección de pérdidas (1000 g m-2), una lámina de
propileno con buenas propiedades, se extiende sobre la superficie total. El
líquido de drenaje se hace pasar por un pozo de drenaje con un diámetro de 300
mm. La lámina de polietileno final que constituye la base se extiende
posteriormente.
Para
colectar el biogás, la superficie del sustrato es cubierta (sellada) con una lámina
impermeable a los gases con apertura y tuberías al gasómetro. El gasómetro se fabrica con materiales como la
fibra de vidrio o polietileno de alta densidad.
Tanto la
salida como la entrada de los residuos deben situarse fuera del borde del vaso
de contención, así ningún sustrato puede fluir hacia afuera y no se requieren
válvulas de compuerta. La entrada comienza a un lado de la base con una
conexión para la manguera del líquido o tanque y acaba en el fondo de la base.
Homogenización
La operación
de homogenización de la biomasa no debe dañar la lámina del fondo. Por lo
tanto, puede usarse agitador de eje con actuación tractora, un agitador de
motor sumergido, o puentes con agitador sumergido.
Los
agitadores de ejes con actuación por tracción tendrán al menos 7 m de
longitud. La barra de tiro del agitador
se fija al borde de la base. El agitador puede moverse libremente en la base a
través de la barra de tiro.
Otras
configuraciones hacen circular la biomasa a través de la entrada y salida. En
esta configuración, la bomba se sitúa fuera de la base.
Configuración
en balón
Otra configuración
interesante es la denominada balón, que consiste en un saco plástico. El gas se
acumula en la parte superior del balón. Las entradas y salidas se fijan
directamente en la piel del balón, que se infla sólo ligeramente. El balón no
es en realidad muy elástico. A través del movimiento de la piel del balón, el
lodo se mezcla suavemente promoviendo el proceso de digestión.
La
instalación del balón es barata, y fácil de transportar, limpiar y mantener. Se
recomiendan para localizaciones donde no puede haber daño en la piel exterior y
están presentes de forma constante altas temperaturas.
Cubriendo
el biorreactor
Últimamente,
se usa una cobertura textil colgada en un pilar central y retorcida en los
bordes.
Tal
cobertura es más estanca al gas y más resistente a la corrosión que el hormigón.
Pueden fabricarse por ejemplo con caucho EPDM. Este material destaca por su
excelente estabilidad UV y ozono. Adicionalmente, es muy elástico y
particularmente duradero, y como tal puede construirse sin arrugas.
Una
desventaja comparada al hormigón es que los microorganismos que se requieren
para la desulfurización no son capaces de asentarse en esta cubrición. Por lo
tanto, áreas de asentamiento adicional en el reactor tienen que ser instaladas.
Todas las
conexiones entre la cobertura y el fermentador tienen que ser estancas al gas.
Para este propósito, la lámina puede, por ejemplo, fijarse en el interior del
biorreactor por debajo del nivel de líquido.
Si se
consigue una conexión ajustada por una manguera de goma en una tubería, debemos
estar seguros que la presión en la manga es siempre suficiente (control de
presión por medición de alarma e inspección diaria del manómetro debe incluirse
en el procedimiento de control) y el material de goma de la manguera retiene su
elasticidad.
El sistema
de bóveda flotante consiste en una lámina de plástico en forma de alvéolo
abierto en el fondo y sumergido en el sustrato. El gas es almacenado en la
parte superior del biorreactor. Cuando comienza la generación de gas, el
sustrato es forzado a la cuenca de equilibrio. La presión del gas se incrementa
con la cantidad de gas almacenado. En estas circunstancias, el volumen del
biorreactor no será superior a 20 m3.
La
instalación tiene que ser estanca al gas sin ninguna porosidad o grietas. Las
instalaciones tipo bóveda fija son efectivas en costes y tienen una larga vida
útil.
Puerta
y entrada de acceso
Las puertas
de acceso deben tener un tamaño de al menos 600 x 800 mm. Todas las puertas de
acceso y bocas de hombre, especialmente aquellas para tareas de mantenimiento y
reparación, tienen que estar equipados con dispositivos de aireación.
Capa de drenaje bajo el biorreactor
Los
biorreactores para residuos líquidos deben estar equipados con drenaje de
detección de pérdidas. Entre el borde inferior de la construcción y la capa de
drenaje de espesor 10 a 20 cm (tamaño de grano al menos 4 – 8 mm), a menos que
se necesite más espesor para la protección por congelación. Debe tener una
ligera inclinación de al menos un 1 % a las tuberías para el drenaje y control
de picaduras. Para tanques con fondos planos, es suficiente un drenaje
circular. Para tanques con volumen superior a 1000 m3 se requiere
una capa de drenaje plana o alternativamente una capa de grava más gruesa (al
menos 8-16 mm).
La capa de
drenaje se construye de la siguiente forma:
- Excavación del fondo.
- Extensión de la lámina de la capa de sellado (0,8 mm).
- Inserción de una capa de grava y arena (150 mm) y el drenaje de anillo (diámetros de tuberías superiores a 100 mm).
- Aplicar la capa de filtrado de arena.
- Formar el tanque con una placa de fondo que tenga una placa de fondo con un diámetro 1,2 m más grande que el diámetro del recipiente.
- Girar hacia arriba la lámina de la capa de sellado en la pared del tanque.
- Insertar un pozo de control. El pozo de control, con un diámetro superior a 20 cm, tiene que estar equipado con un sumidero para tomar muestras. Para un tanque de más de 10 m, se requieren dos pozos de control.
- Colocación de la tubería de drenaje y relleno de la zanja.
- Instalación de drenaje superficial para descargar el agua de la superficie y drenar el agua.
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