EVALUACIÓN DE RESIDUOS INDUSTRIALES COMO POTENCIAL SUSTRATO DE BIODIGESTION ANAERÓBICA
R.A. Rodriguez, F.L. Bailat, C.B. Farias, M.A. Miño INTI Ambiente ruthr@inti.gob.ar
Introducción
Actualmente las industrias que generan residuos orgánicos o subproductos que no se pueden colocar en el mercado, en general los disponen en forma inadecuada, o los brindan a pequeños productores como alimento para su ganado. A partir de esta realidad, se decide analizar e identificar el potencial de generación de biogás de empresas que generan estos sustratos dentro de CABA, primer y segundo cordon industrial del conurbano bonaerense, y comparar la obtención posible de generación de energía renovable.
Objetivo
Identificación de residuos orgánicos industriales que puedan ser utilizados como sustratos de biodigestión anaeróbica.
Comparación del potencial de generación de biogás de cada sustrato identificado.
Identificación de las industrias localizadas en el área delimitada que generen estos sustratos y determinación de su valor energético.
Descripción
En primer lugar se determinaron los distintos tipos de sustratos industriales disponibles en la zona delimitada para la producción de biogás.
Para ello se utilizó información establecida en la base de datos proveniente de INTI Ambiente y los centros que componen la Red de Biogas de INTI, y bibliografía específica. El potencial es expresado:
Potencial
de
Biogas
Volumen de biogas Masa de Sustrato
=
m3biogas ton Sustrato
Luego se identificaron empresas que generan los sustratos seleccionados y que se encuentren dentro del 2º cordon del conurbano.
Finalmente, con un fin comparativo, se determinaron los potenciales que corresponden a la energía eléctrica y térmica que es técnicamente factible de producir por cada tipo de residuo para una generación de 500 kg de sustrato por día.
Resultados
Se seleccionaron 10 tipos de residuos industriales y a partir del estudio de datos, se determinaron los valores de potencial de biogas y metano como se muestra en la Tabla 1.
Residuos/ Sustratos
Panaderia/Fabrica de alfajor Criadero de Pollo (guano) Lactosuero Cerveceria-Hez de malta Mataderos bovinos con sangre Curtiembre Mataderos bovinos sin sangre Refineria de Aceite Vegetal Criaderos porcino (purines) Feed lot bovino (estiercol) Pescaderia
Biogas Metano m3/ton m3/ton Sustrato Sustrato
505
268
216
129
140
94
139
82
131
81
111
67
87
51
70
42
61
37
40
24
30
19
Tabla 1. Residuos seleccionados y potencial de biogas
A partir de esta selección se realizó un relevamiento de empresas que respondan a estos rubros emplazadas dentro del primer y segundo cordon del conurbano, en el que se identificaron 62 empresas. Las mismas se clasificaron en función de los sustratos seleccionados de acuerdo a la Figura 1.
Figura 1. Relevamiento de industrias
Valorización energética
Con el objeto de determinar la generación y aprovechamiento de biogás mensual, se realizó una estimación para una alimentación fija para cada sustrato, de manera de poder comparar los resultados. La generación de biogás depende de las características de los sustratos, y de diferentes variables de diseño que se presentan a continuación.
Carga orgánica volumétrica (COV):
<1 [kg SV/m3reactorx d] Carga baja 1-3 [kg SV/m3reactorx d] Carga media 3-6 [kg SV/m3reactorx d] Carga alta Se decide trabajar en un valor intermedio entre carga media a alta considerando un sistema con calefacción y mezcla adecuada.
Concentración de Sólidos Totales (ST)
<15%ST Biodigestión húmeda >15%ST Biodigestión seca Se tomó como valor de referencia 12%ST, por lo que en algunos casos es necesario agregar agua y/o recirculado líquido.
Tiempo de retención hidráulica (TRH)
El tiempo depende de la velocidad de degradación del sustrato, la temperatura del sistema y del grado de mezcla. El tiempo puede variar entre 1 a 100 días en función de las variables mencionadas. La Temperatura varía según la condición en que se quiere operar el sistema:
10-25ºC Sistema sin calefacción 30-40ºC Sistema mesofílico 45-60ºC Sistema termofílico Se definió realizar los balances para 30ºC en el reactor y con un sistema de mezcla completa, resultando TRH<10 dias con una eficiencia del biodigestor del 85%.
Alimentación
Se decidió una alimentación de 500 kg/d de sustratos para cada caso.
En función de estas variables, el volúmen del reactor para cada caso varía de 50 a 100 m3. Además se estimó la energía eléctrica o térmica que se podría obtener por mes (Figura 2). Se aclara que parte de esta energía debe utilizarse para el auto sustento del digestor tanto para mantener calefaccionado el sistema como para el sistema de mezcla.
Figura 2: Valorización energética de cada de sustrato
Conclusiones
Se pudo evaluar diferentes sustratos provenientes de industrias locales que actualmente no saben cómo gestionarlos, manejándolos como residuos. Se detectaron empresas que podrían evaluar como alternativa el aprovechamiento energético de los mismos. Se pudo comparar el valor energético de cada sustrato para en una segunda etapa contactar empresas que los generen, y realizar ensayos experimentales de Potencial Biometano (BMP) para ajustar los valores teóricos calculados.
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