MX2010010350A - Procedimiento para produccion de biogas. - Google Patents

Abstract

Un contenedor (1) para la producción de biogás por fermentación a partir de sustratos orgánicos. Tal contenedor comprende un agitador axial (9), uno o varios dispositivos de entrada (2) para llenar el contenedor (1), uno o varios dispositivos de salida (3, 4) para vaciar el contenedor (1) y extraer los residuos de la fermentación, un conducto externo (5) para suministrar una mezcla de fermentación dentro de una tubería circular, cerrada (7) con varias salidas (8) para asperjar encima de la superficie (14) de la mezcla de fermentación, la mezcla de fermentación asperjada que proviene, opcionalmente, de la mitad inferior del contenedor (1), un dispositivo (11) para extraer el biogás producido y un aparato (10) para controlar la temperatura de la mezcla de fermentación. Un procedimiento para la producción de biogás por fermentación a partir de un sustrato orgánico. Un procedimiento para suprimir la formación de espuma durante la producción de biogás por fermentación y un procedimiento para la conversión mejorada de aceites y grasas en sustratos orgánicos durante la producción de biogás por fermentación, efectuada en el contenedor (1).

Description

PROCEDIMIENTO PARA PRODUCCION DE BIOGAS Campo de la Invención La presente invención se refiere a un proce n fermentador para producir biogás.

Antecedentes de la Invención El biogás puede obtenerse por ferm óbica de sustratos orgánicos que pueden proveni ultura, las comunidades y la industria. La ica que es convertida en biogás (es decir, do de carbono) se designa como CSB ("Chemica d" ) en tecnología anaeróbica.

Una amplia variedad de materiales orgánic rse en un reactor anaeróbico. Al hacerlo, entes propiedades químicas y físicas dur dimiento de fermentación debido a la composi o conducen a formación de espumas en el fermenta ual la carga orgánica de alto volumen puede l ficativamente .

En la fermentación anaeróbica, se defin aos de temperatura para los microorganismos: psic °C) , mesofílica (20-40°C) y termofílica (45-70° ratura óptima difiere substancialmente en las miento relativas de los microorganismos respons rmentacion anaeróbica.

En la tecnología anaeróbica, el modo de o ílico ocurre mucho más frecuentemente fílico. Las razones son menores costos de energ ilidad más alta del procedimiento. En n ios respecto al modo de operación termofíl minó una tasa de crecimiento más alta organismos y un tiempo de retención hidrául uales, sin embargo, no son adecuados para corri atos altamente concentradas con CSB y teniendo nido de partículas y una porción conteniend es de aceite y grasa.

Para materiales que exhiben un alto cont culas, una alta concentración de CSB y un alto c stancias secas, también puede usarse un estanque etamente agitado ("CSTR") o un estanque reac de flujo (sistemas de fermentación en seco PF deben operarse con volúmenes más bajos de ca ración con aquellos de los sistemas ya menció ntadores, para ser capaces de asegurar una dación anaerobica de los complejos sustratos com embargo, en esos sistemas debido al bajo volumen arga orgánica y a la alta concentración de sustr dimiento del procedimiento está biotecnol ntador casi sin haber sido degradados. Ademá ntes y de sedimentos, a menudo, solo pueden de n muy grande esfuerzo.

También son conocidos sistemas de reactor s se retira un gas o también un líquido desd s del termentador y se transfieren a otras pa or, por ejemplo, a la parte del cabezal del mejor entremezclado. Sin embargo, algunos com ejemplo, proteínas, grasas) pueden causar ciones de espuma, particularmente a altas étricas (> 6 kg de CSB/m3*d) , de manera que tamb mas son incapaces de asegurar control de la f eada de espuma.

De acuerdo con GB 521, 036 o EP 0 057 liza asperjar un líquido de fermentación sobre oteo o encima de un líquido de fermentación en ficie, por ejemplo, los termentadores con f , que se emplean especialmente en el tra óbico de cienos de alcantarillado provenien miento anaeróbico de aguas servidas. En la te óbica agrícola, los sistemas de termentador c una lámina, se usan en grandes cantidades, il colocar óptimamente unidades agitadoras, debi es diámetros. Además, el termentador debe vacia le mantenimiento o reparación del dispositivo m ico y como resultado, el procedimiento no puede por lo que tales sistemas no pueden us aciones industriales en las cuales se nuamente materiales residuales.

Sorpresivamente, se encontró ahora un proce que sustratos orgánicos ricos en sólidos rtirse continuamente a alta concentración y con - un procedimiento para suprimir la form a durante la producción fermentativa de biogás; - un procedimiento para la conversión mej es y grasas de sustratos orgánicos durante la pr ntativa de biogás; caracterizado porque la mezcla de fermenta ende agua, un sustrato orgánico y microorgani da, por ejemplo, en forma continua o discontin nedor, con un agitador montado axialmente nedor y, en que la mezcla de fermentación se tra ejemplo, desde la mitad inferior, tal como e ior del contenedor, vía un conducto externo, d tubería circular, cerrada, que tiene varias b soras y es asperjada en el contenedor a travé ficie de la mezcla de fermentación, por ejemp continua o discontinua. ntador (1) que comprende un dispositivo de ent una entrada (2a) y una tubería de entrad sitivos de salida (3, 4) con salidas (3a, 4a) y alida (3b, 4b) , una línea de tubería exte inada (5) , una bomba (6) una tubería circular, on salidas (8) , un agitador axial (9) , un dis para controlar la temperatura de la me ntacion y un dispositivo (11) para extraer el ga Descripción Detallada de la Invención En otro aspecto, la presente invención p nedor (1) para la producción fermentativa de sustratos orgánicos, tal contenedor compr dor axial (9) que comprende, por ejemplo, un dis sor (9a) , es decir, un motor, uno o varios disp ntrada (2) para llenar el contenedor (1) qu dos preferiblemente justo sobre el fondo ( lar, cerrada (7) con varias salidas (8) que se ejemplo, con boquillas aspersoras y opcionalme sitivos difusores (13) para asperjar encima ficie (14) de la mezcla de fermentación, un dis para extraer el biogás producido y un aparato ( olar la temperatura de la mezcla de fermentación.

En el procedimiento de acuerdo con la ción, la naturaleza del sustrato orgánico n tancia. Por ejemplo, el sustrato orgánic ender, opcionalmente , desechos orgánicos p nientes, por ejemplo, de recolección de d íales residuales de la industria procesa ntos y/u otros materiales orgánicos, residuale tria .

De acuerdo con la presente invenci dación del sustrato orgánico ocurre en riblemente un contenedor (1) .

Una tubería circular, cerrada (7) compr eto que está montado encima de la superfici a de fermentación ubicada en el contenedor, d ue, sí es posible, toda la superficie (14) de l rmentación en el contenedor (1) puede asperjarse a de fermentación mediante las boquillas asper salidas (8) . La tubería circular, cerrada (7 ialmente paralela a la superficie (14) de la m ntación. La forma de la tubería circular, cer S crucial, sin embargo, la tubería circular (7) una forma que no dificulte la salida de la m ntación, por ejemplo, una forma redondeada t lar u oval o una forma angular, por ejemplo, con nas . Las salidas (8) se instalan en la lar, cerrada (7) a distancias adecuadas, es uperficie (14) de la mezcla de fermentació jarse uniformemente. Se ha hecho comprensible ío, pueden lograrse resultados excelentes ntador que tenga una capacidad de aproximadamen que comprenda 6 boquillas aspersoras instaladas ía circular, cerrada, hexagonal.

Preferiblemente, el chorro se guía d lla aspersora en la salida (8) a un dispositivo , es decir, un difusor de placa o de disco, como descarga de guano líquido en agricultura, desde sperja la mezcla de fermentación a través ficie (14) de la mezcla de fermentación. Med sitivo difusor (13) se logra una buena distrib ezcla de fermentación asperjada a través de ficie (14) de la mezcla de fermentación en el co Preferiblemente, la mezcla de fermentación se idad de la presente invención, las boquillas as as salidas (8) están unidas rígidamente, idad, están unidas como para ser ajustables.

La aspersión de la mezcla de fermentación e uperficie (14) de la mezcla de fermentación nedor (1) se efectúa en forma continua o discont , en forma discontinua tan pronto como oc ción de espuma o, continuamente, en casos en qu ormación fuerte y continua de espuma y/o en caso s el sustrato orgánico incluye sustancias con e - o grasa - que floten en la superficie (14 a de fermentación en el contenedor (1) . En est puede lograrse una conversión más rápida y m ato, por aspersión, ya que la mezcla de ferm jada llega a estar en contacto con las su niendo aceite o grasa, en la superficie (24) En una modalidad particularmente prefer do con la presente invención, el procedimiento cción de biogás se efectúa como sigue, en que encia a la Figura 1: El suministro de sustrato orgánico acuoso abajo, a través de un sistema de distribuc do cerca del fondo, para introducir el sustrat contenedor (1) principalmente en forma uniform on transversal del contenedor (1) . Sí se requ a de fermentación se introduce desde el tercio ontenedor (1) dentro de la tubería circular, cer lada encima de la superficie (14) de la me ntación, vía una tubería encaminada extername o una bomba (6) y asperjándola a través de la su de la mezcla de fermentación en el contenedor s de las boquillas aspersoras en las salidas, ntación en el contenedor (1) se mezcla adició nte el agitador axial (9) , por ejemplo, en caso e tendencia hacia la formación de espuma o nido de aceite o grasa en el sustrato o ndo con el agitador axial (9) , las burbujas de n adherirse a la biomasa (sustrato orgánico parc dado) pueden separarse más fácilmente de las bac portarse más fácilmente a la superficie del líqu Dependiendo del sustrato (arena, sustanci yor parte del cieno digerido (residuo de ferme etira a través de los dispositivos de salida (3 lados en el tercio superior, así como en la ior del contenedor (1) . El cieno (cieno activo fermentación y microorganismos, en los cu ntación procede activamente) está normalmente pr lta concentración, en el tercio inferior del co Al asperjar el cieno encima de la superfi mezcla de fermentación en el contenedor (1) s s, la destrucción mecánica de la espuma qu se desarrollarse posiblemente, cuya efectiv tada por las boquillas aspersoras de las sali boquillas aspersoras están instaladas preferi forma inclinada hacia la dirección de ag nalmente en conexión con los dispositivos difuso nte los cuales se efectúa una dist cularmente buena de la mezcla de fermentación as avés de toda la superficie (14) de la me ntación en el contenedor (1) . Una ganancia adic ividad resulta del hecho que el cieno asperjado bajo de pH, que se ajusta por proced líticos de degradación, en el tercio infer nedor (1) y del hecho que el bajo valor del pH sas) de las bacterias mesofílicas y termofílica y por una combinación con los dispositivos mecán ma de reactor puede operarse con cargas orgá enes de hasta 15 [kg de CSB/m3*d] .

El contenedor (1) preferiblemente está de a Figura 1.

En el procedimiento de suprimir la forma a, o en el procedimiento para la conversión mej es y grasas en sustratos orgánicos durante la pr ntativa de biogás, de acuerdo con la presente i sa preferiblemente un procedimiento provisto cción fermentativa de biogás, que usa preferiblei nedor (1) .

Una ventaja del procedimiento para la produ s de acuerdo con la presente invención es q e industrialment . Una ventaja adicional es 9 g TKN (Total Kjeldahl Nitrogen/1 de sustancia sustrato orgánico.

EJEMPLO Una cantidad diaria de 150 m3 de un ico, consistente de una mezcla de desechos o nientes de recolección de desechos, material niente de la industria procesadora de alim íales orgánicos residuales de la industria y dujeron continuamente dentro de un termentador e tenía un volumen operacional de 2.850 m3, dis do con la Figura 1, conteniendo bacterias dación anaeróbica de un sustrato orgánico en a de fermentación. El sustrato tenía un cont ía seca de 17% y una concentración de CSB de , resultando en un volumen de carga orgánica d B/m3*d] . el tercio inferior del reactor (V = 90 m3) , se cho del fermentador , vía un conducto externo y, llas aspersoras, se asperjó encima de la me ntación vía una tubería circular, cerrada, en ior (en la zona del gas) del fermentador, ción de rotación del agitador axial. La uestos de proteína-grasa) que se forma dur ntación se destruye por esto y las sustancias f decir, grasas y aceites, materiales fibrosos cto con la biomasa activa de la parte infer or. Se usó un agitador axial para agitación m elocidad rotacional del agitador varió entre . Este agitador, que se operó en forma disc para liberación mejoradas de los gases microb dos (metano, dióxido de carbono) en las capas in cieno y para una concentración de sustancia seca ermentador * d y el contenido de metano del biog 60% hasta 65%. El procedimiento se operó ratura de 40-50°C.

El procedimiento está en operación contin mas de termentadores de 3.000 m3 cada uno y entes resultados .

Se hace constar que con relación a esta f método conocido por la solicitante para llev ica la citada invención, es el que resulta cla nte descripción de la invención.

Claims (1)

1. REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como ante ma como propiedad lo contenido en las si ndicaciones : 1. - Un procedimiento para la pr ntativa de biogás a partir de un sustrato o terizado porque se agita una mezcla de fermenta ende agua, un sustrato orgánico y microorganismo contenedor provisto de un agitador montado axia zcla de fermentación se traslada v a un conducto o de una tubería circular cerrada, que tien llas aspersoras y se asperja a través de la su mezcla de fermentación en el contenedor. 2. - El procedimiento de conformidad ndicación 1, caracterizado porque la me rmentación que se asperja se asperja encima de l rmentación, vía un dispositivo difusor. 5. - El procedimiento de conformidad con cu as reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por llas aspersoras y/o el dispositivo difusor se aj a que la mezcla de fermentación asperjada ch oblicua, con la superficie de la mezcla de ferm contenedor. 6. - El procedimiento de conformidad con cu as reivindicaciones 1 a 5, caracterizado po ntación se efectúa en un intervalo de temp do entre zonas de fermentación mesófilas y termó 7. - El procedimiento de conformidad ndicación 6, caracterizado porque la fermenta úa en un intervalo de temperaturas desde 30° ntación, un conducto externo para suministrar un ermentación dentro de una tubería circular, sta con varias salidas para asperjar la me ntación encima de la superficie de la me ntación, un dispositivo para extraer el biogás p aparato para controlar la temperatura de la m ntación . 10. - El contenedor de conformidad ndicación 9, caracterizado porque las salida stas con boquillas aspersoras y, opcionalmen sitivos difusores. 11. - El contenedor de conformidad ndicación 10, caracterizado porque las b soras en las salidas u opcionalmente los disp ores están ajustados de manera que la me ntación asperjada choque en forma oblicua nedor . 14. - Un procedimiento para suprimir la form ía o un procedimiento para la conversión me o es y grasas en sustratos orgánicos durante la pr ntativa de biogás, caracterizado porque se ag a de fermentación que comprende agua, un ico y microorganismos, dentro de un contenedor dor axialmente montado en el contenedor y la m ntación se traslada vía un conducto externo d tubería circular cerrada, que tiene varias b soras, y se asperja a través de la superfici a de fermentación en el contenedor. I