17
Fundamentos teóricos
Mediante la digestión anaerobia es posible convertir gran cantidad de residuos, como los lo-
dos de las plantas de tratamiento de aguas residuales, en subproductos útiles como el biogás.
El biogás es una mezcla gaseosa, conformada principalmente por metano y dióxido de carbono.
La composición del biogás estará en función del sustrato que se someta a digestión anaerobia
pero, de forma generalizada, la composición del biogás se presenta en la Tabla 2.1.
Tabla 2.1 Características generales del biogás
Características
Valores
Composición
55-70% metano (CH4)
30-45% dióxido de carbono (CO2)
Trazas de otros gases
Contenido energético
6.0 – 6.5 kWh m
-3
Equivalente de combustible
0.60 – 0.65 L petróleo m
-3
biogás
Límite de explosión
6 – 12 % de biogás en el aire
Temperatura de ignición
650 – 750 °C (con el contenido de CH
4
mencionado)
Presión crítica
74 – 88 atm
Temperatura crítica
-82.5 °C
Densidad normal
1.2 kg m
-3
Olor
Huevo podrido (el olor del biogás desulfurado es imperceptible)
Masa molar
16.043 kg kmol
-1
Fuente: (Deublein & Steinhauser)
En México se generan una gran cantidad de lodos residuales en las plantas de tratamiento de
lodos activados con proceso convencional y, en menor medida, en las plantas de lodos activados
que funcionan en modalidad de aeración extendida. Estos lodos requieren una estabilización, es
decir, reducir el contenido de los sólidos suspendidos volátiles (SSV) para poder ser dispuestos
con seguridad o incluso utilizarse como un biosólido para enriquecimiento de suelos agrícolas
(NOM-004-SEMARNAT-2002).
La estabilización anaerobia de lodos es un proceso adecuado para tratar los lodos generados en
plantas de tratamiento de aguas residuales pequeñas. Sin embargo, generalmente la estabilización
anaerobia se debe considerar para la estabilización de lodos generados en la sedimentación
primaria y para caudales promedios diarios de aproximadamente 11,000-19,000 m
3
d
-1
(127.31-
219.9 L s
-1
). En México, la estabilización anaerobia de los lodos no ha sido explotada debido a
que presenta desventajas como:
•
•
Se requiere que los operadores tengan un entrenamiento especializado.
•
•
Se requiere de equipo de calentamiento y mezclado para un buen funcionamiento.
•
•
Se requiere de volúmenes grandes del reactor debido al lento crecimiento
de las bacterias metanogénicas para sistemas de alta tasa con tiempos de retención
de sólidos de 15 a 20 días (WEF,WERF, US EPA, 2012), lo que genera altos costos
de construcción del reactor.
•
•
El mantenimiento es complicado, debido a que los procesos son cerrados.
Sin embargo, este proceso representa un área de oportunidad en el saneamiento de
las aguas por presentar las siguientes ventajas:
•
•
Produce biogás, el cual puede ser empleado en el calentamiento y mezclado del
reactor. Otro uso es en la producción de electricidad o como gas combustible.
•
•
Se reduce la cantidad de sólidos totales para disposición final. Los sólidos totales son
destruidos del 30 a 40% y del 40 al 60% los sólidos volátiles.
•
•
En la estabilización anaerobia se genera un lodo estabilizo, que está libre de fuertes
olores.
