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Constituyente
Composición de biogás, % volumen
Nitrógeno
8.1
2.9
Trazas
3.0
--
6.5
2.7
1 - 2
H
2
S
--
--
0.15
--
0.01
0.06
0.1 1 - 1.5
Capacidad calorífica
(kJ m
-3
)
17, 102 24,852 24,591 23,250 27,125 29,472 26,678 27,945
Gravedad específica
1.04
0.87
0.92
0.86
0.85
0.74 0.78 0.7 - 0.8
Fuente: (WEF,ASCE, & EWRI, 2010)
La composición del gas está relacionada con las características del agua residual que se esté
tratando o las condiciones de operación del reactor. Un incremento en la concentración de
dióxido de carbono indica un descontrol del reactor.Altas concentraciones de sulfuros pueden
indicar una mala operación del proceso de digestión, presencia de descargas industriales o in-
filtración de agua salada entre otras. El gas que recolecta, ya sea en el mismo digestor equipado
con cubiertas de tipo flotante, o en un tanque independiente, con el mismo tipo de cubierta.
Es importante no permitir la entrada de aire en los tanques y tuberías que contienen biogás, ya
que se pueden formar mezclas explosivas (7 a 20%V
biogás
/V
aire
). La línea de conducción del biogás
debe contar con una válvula de alivio de presión y contra vacío, un arrestaflama y una trampa de
condensados. Si no se utiliza, el gas debe ser quemado.
2.3.2.1 Estimación de la producción de biogás con base en la reducción
de SSV
Para estimar la producción de biogás que se genera en un sistema de tratamiento de lodos de
una PTAR municipal, la cual genera un caudal de 38 t d
-1
de una mezcla de lodo primario y secun-
dario crudo con una concentración de ST del 6% (50,000 a 60,000 mg L
-1
) y una concentración
de SV del 70% con respecto a los ST. Este caudal de lodo primario y secundario se estabiliza
en tres reactores anaerobios que operan a una temperatura de 35°C y tiene un porcentaje de
reducción de SV del 40 al 42% (0.40-0.42). Para realizar la estimación de la producción de biogás,
se utiliza el balance de masa.
Paso 1. Se calcula la masa orgánica del lodo crudo (M
OLC
)
Para ello es necesario determinar la masa orgánica del lodo primario (M
OLP
) y la masa orgánica
del lodo secundario (M
OLS
) sin estabilizar. En este ejemplo no se especifica la carga y/o el caudal
de cada corriente de lodo, solo la carga total de la mezcla de lodo primario y secundario. Para
realizar el cálculo de M
OLC
se aplica la fórmula:
Donde:
M
OLM
= Masa orgánica del lodo mezclado (primario + secundario)
Paso 2. Se calcula la masa orgánica destruida, tomando en cuenta el porcentaje de destrucción
de SV que se indica en los datos.
Paso 3. La producción del biogás se estima a partir de la producción específica que, de acuerdo
con la literatura (US EPA, 1979;WEF,WERF, US EPA, 2012 y Metcalf & Eddy, 2003), varía de 0.75
- 1.1 m
3
biogás kg SV destruidos.
Se producen 12,289.2 m
3
de biogás por día.
