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ii-2) Remoción de sulfuro de hidrógeno
El sulfuro de hidrógeno es uno de las impurezas más frecuentes en el biogás. Es un gas tóxico,
combustible y oloroso. Sin un control adecuado, las concentraciones de H
2
S en el biogás gene-
rado en plantas de tratamiento municipales pueden estar en un rango de 150 a 3,000 mg L
-1
.
El sulfuro en el biogás de las PTAR puede venir directamente de los compuestos oxidados que
se encuentren en el agua residual tales como sulfatos, sulfitos y tiosulfatos presentes en altas
concentraciones en algunas aguas residuales industriales o municipales. En forma general, la
concentración de sulfuros en el biogás proviene de la presencia de los compuestos oxidados
de azufre en el agua residual, ya sea que su origen sea la fuente de agua potable de la población
o de la concentración que contengan los diferentes productos de limpieza, uso personal, medi-
camentos, alimentos procesados, etc., que use la población.
Estos compuestos sirven como aceptores de electrones para las bacterias sulfato - reductoras,
las cuales consumen compuestos orgánicos en el reactor anaerobio y producen el sulfuro de
hidrógeno (H
2
S).
La cantidad de H
2
S que se produce por unidad de DQO (demanda química de oxígeno), es
igual a la cantidad de DQO requerida para producir metano (CH
4
); 4 L de H
2
S/g DQO utilizado
a 35°C. A diferencia del metano, el H
2
S es muy soluble en agua, con una solubilidad de 2,650 mg
L
-1
a 35°C. (Metcalf & Eddy, 2013). Sin embargo, la concentración de contaminantes en el biogás
de los reactores anaerobios también se controla con los límites máximos recomendados para
una buena producción de metano y evitar la inhibición de las bacterias metanogénicas.
Si se desea tener un biogás rico en metano, se recomienda que la concentración de sulfuros
en el reactor sea menor a 20 mg L
-1
para una óptima actividad metanogénica, ya que las sulfato-
rreductoras compiten por la fuente de carbono, concentraciones mayores de sulfatos pueden
ser tóxicas (Speece, 1996). La actividad metanogénica puede decrecer en más del 50% con
concentraciones de 50 a 250 mg L
-1
(Arceivala, 1998). Por lo tanto, la estabilización anaerobia de
lodos requiere del control de la concentración de H
2
S, para obtener una corriente de gas rica
en metano. Para tal efecto, será necesario contar con sistemas de tratamiento que eliminen del
lodo los sulfatos antes de que éste ingrese al reactor anaerobio.
El H
2
S y sus derivados, deben removerse del biogás para prevenir la corrosión en las calderas,
equipos de agua caliente, compresores de gas y motores. Además es un contaminante del aire,
es tóxico y puede causar la muerte en pocos minutos.
Las principales formas para remover H
2
S son:
•
•
Absorción en líquidos, con sustancias tales como: aminas, agua, carbonato de potasio,
polietilenglicol y metanol. Esta absorción generalmente se realiza en columnas empaca
das, al igual que la desorción para la regeneración del absorbente.
•
•
Separación mediante membranas.
•
•
Formación de sulfuros metálicos, con compuestos tales como óxidos de hierro, zinc,
acetato de zinc entre otras. El H
2
S reacciona con el óxido de hierro para formar
hierro elemental, azufre elemental y agua.
•
•
Oxidación por microorganismos.
•
•
Sistemas de adsorción. Se utiliza carbón activado tratado con un material alcalino para
adsorber el H
2
S del biogás. Estos sistemas se recomiendan para tratar pequeñas canti
dades de gas.
•
•
Sistemas catalíticos que utilizan una solución acuosa de un quelato de hierro como
catalizador y producen azufre elemental. El catalizador se regenera con aire en
un reactor de oxidación.
•
•
Desulfuración por adición de sales de hierro en el reactor
