ES2262236T3 - Procedimiento y dispositivo para la obtencion de biogas. - Google Patents
Procedimiento y dispositivo para la obtencion de biogas.Info
- Publication number
- ES2262236T3 ES2262236T3 ES98933615T ES98933615T ES2262236T3 ES 2262236 T3 ES2262236 T3 ES 2262236T3 ES 98933615 T ES98933615 T ES 98933615T ES 98933615 T ES98933615 T ES 98933615T ES 2262236 T3 ES2262236 T3 ES 2262236T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- fermentation
- biogas
- medium
- electron acceptor
- reactor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P5/00—Preparation of hydrocarbons or halogenated hydrocarbons
- C12P5/02—Preparation of hydrocarbons or halogenated hydrocarbons acyclic
- C12P5/023—Methane
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P5/00—Preparation of hydrocarbons or halogenated hydrocarbons
- C12P5/02—Preparation of hydrocarbons or halogenated hydrocarbons acyclic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M21/00—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
- C12M21/04—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses for producing gas, e.g. biogas
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M27/00—Means for mixing, agitating or circulating fluids in the vessel
- C12M27/18—Flow directing inserts
- C12M27/24—Draft tube
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M29/00—Means for introduction, extraction or recirculation of materials, e.g. pumps
- C12M29/24—Recirculation of gas
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M35/00—Means for application of stress for stimulating the growth of microorganisms or the generation of fermentation or metabolic products; Means for electroporation or cell fusion
- C12M35/02—Electrical or electromagnetic means, e.g. for electroporation or for cell fusion
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Microbiology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Cell Biology (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- External Artificial Organs (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Abstract
La invención se refiere a un procedimiento y a un dispositivo para producir biogas en un reactor de fermentación (2) que está sustancialmente libre de H{sub,2}S. De acuerdo con la invención una cantidad sustancial del contenido total de la fermentación pasa a través de un área (5) que afecta a un medio que contiene un aceptor de electrones, especialmente aire o gas o una mezcla de gas que contiene oxígeno. El tiempo de contacto entre el medio que contiene el aceptor de electrones y el medio de fermentación en dicha área (5) se regula de forma que la formación de H{sub,2}S en el medio de formación se suprime hasta el punto de que no se ha encontrado una sustancial producción de H{sub,2}S en el biogas. El área (5) está configurada como un tubo guía situado verticalmente en el centro del reactor de fermentación. Preferentemente el biogas (6) actúa como propelente y se realimenta hacia el tubo guía para hacer circular el contenido del reactor de fermentación en el citado tubo guía.
Description
Procedimiento y dispositivo para la obtención de
biogás.
La invención concierne a un procedimiento para
la obtención de biogás por tratamiento biológico de un medio de
fermentación en un reactor de fermentación, en el que se alimenta al
medio de fermentación, para suprimir la formación de sulfuro de
hidrógeno (H_{2}S) no deseado, un medio que contiene un aceptor de
electrones, especialmente un gas o una mezcla gaseosa conteniendo
oxígeno, por ejemplo aire y/o nitrato y/o nitrito, así como a un
dispositivo para la puesta en práctica del procedimiento.
En la obtención de biogás se mantienen
substratos conteniendo sustancias orgánicas, por ejemplo fangos de
clarificación, estiércol semilíquido o basura húmeda, en un
recipiente con amplia exclusión del aire y eventualmente se agitan
tales substratos. Los microorganismos contenidos en los substratos
transforman entonces parcialmente a las sustancias orgánicas en
materias gaseosas. Este proceso, denominado putrefacción, se realiza
usualmente en biorreactores construidos como recipientes de
putrefacción que se denominan también reactores de fermentación.
Según la naturaleza de los substratos y del funcionamiento del
biorrreactor, se obtienen composiciones ligeramente diferentes del
biogás. Típicamente, el biogás contiene aproximadamente 70% en
volumen de CH_{4} y aproximadamente 30% en volumen de CO_{2}.
Cuando los substratos presentan también compuestos de azufre, lo que
es muy común en el caso de fangos de clarificación y basura húmeda,
estos son degradados por los microorganismos y reducidos a sulfuro
de hidrógeno (H_{2}S), el cual vuelve a encontrarse finalmente en
el biogás con una concentración de hasta 1% en volumen. Dado que el
sulfuro de hidrógeno es de acción tóxica y corrosiva, se tiene que
reducir el contenido de sulfuro de hidrógeno del biogás para evitar
daños ambientales y daños en instalaciones pospuestas, por ejemplo
tuberías y motores de gas.
Según el estado de la técnica, se puede reducir
el contenido de sulfuro de hidrógeno del biogás hasta un valor
aceptable en etapas de depuración pospuestas al biorreactor, las
cuales pueden estar construidas, por ejemplo, en forma de un
lavadero, una unidad de adsorción o instalaciones de desulfuración
biológica. Debido a la etapa de depuración adicional necesaria, se
originan altos costes de inversión y se incrementa la demanda de
espacio para toda la instalación de biogás. Además, en el caso de
una depuración posterior en fase gaseosa, se originan generalmente
productos residuales, por ejemplo nódulos de sulfuro de hierro, flor
de azufre, ácido sulfúrico, etc., que tienen que ser
desechados.
Se conoce por el documento DD 226 552 A1 un
procedimiento para reducir el contenido de sulfuro de hidrógeno en
el biogás, en el que se añade hidróxido de hierro en forma
suspendida al fango que se ha de tratar y se mezcla dicho hidróxido
con este fango. Se pretende fijar así químicamente el sulfuro de
hidrógeno. Es conocido también añadir dosificadamente cloruro de
hierro al medio de fermentación a tratar. No obstante, tales
procedimientos que trabajan con una dosificación de productos
químicos son problemáticos debido a la adición de tales productos
químicos al medio de fermentación. Por ejemplo, la aportación de
iones cloruro corrosivos puede repercutir negativamente sobre la
durabilidad del reactor de fermentación.
Se ha propuesto también con el documento EP 0
143 149 B1 el suprimir ya la formación de sulfuro de hidrógeno en el
biorreactor. En este caso, se introduce con el fango fresco o con el
agua en el biorreactor una cantidad tal de oxígeno que se obtenga en
el biogás que se forma un contenido de oxígeno residual de 0,01 a
3,0% en volumen. A este fin, es necesario un complicado control para
asegurar que, por un lado, se reduzca suficientemente el contenido
de sulfuro de hidrógeno en el biogás y, por otro lado, el contenido
de oxígeno en el biorreactor no resulte tan alto que se presente un
impedimento demasiado grande para la formación de biogás debido a la
acción tóxica del oxígeno sobre las bacterias formadoras de
metano.
Las soluciones de hasta ahora para suprimir la
formación de H_{2}S por inhibición de la microflora generadora de
H_{2}S parten de una dosificación de aire en la entrada de
fermentación o de una aportación puntual de aire al reactor de
fermentación. La práctica en las instalaciones y los estudios
propios relativos a este problema han mostrado que, debido a las
altas velocidades de consumo de oxígeno, las dosificaciones en la
entrada de alimentación o las dosificaciones puntuales no son en
general suficientes, puesto que el oxígeno ha reaccionado ya
bioquímicamente al cabo de una corta distancia y, por tanto, la
alteración de los formadores de H_{2}S en el reactor de
fermentación de gran volumen no es suficiente para lograr un efecto
significativo.
Por el contrario, se intenta ayudarse con una
dosificación de aire en exceso, pero esto alberga un riesgo
incrementado para la seguridad y, debido a la entonces alta
proporción inerte de nitrógeno en el biogás, conduce a una reducción
de la calidad calórica.
Además, se puede intentar que se consiga una
mejor solicitación en el reactor total mediante dispositivos de
distribución de aire que cubran correspondientemente la superficie
del fondo del fermentador. Sin embargo, para suspensiones de
fermentación de residuos y de fango ricas en sustancia seca, resulta
dudosa la seguridad de funcionamiento a largo plazo de tales
dispositivos de distribución.
La invención se basa en el problema de
proporcionar un procedimiento de la clase citada al principio y un
dispositivo para la puesta en práctica del procedimiento, con los
cuales se garantice que el biogás que sale del reactor de
fermentación esté ampliamente exento de sulfuro de hidrógeno y no
tenga lugar ningún perjuicio importante para la formación del
biogás, evitándose los inconvenientes descritos del estado de la
técnica.
Este problema se resuelve según la invención por
el lado del procedimiento debido a que todo el medio de fermentación
contenido en el reactor de fermentación es conducido a través de una
zona solicitada con el medio que contiene el aceptor de electrones,
ajustándose un tiempo de contacto suficiente entre el medio que
contiene el aceptor de electrones y el medio de fermentación para
suprimir la formación de H_{2}S en el medio de fermentación al
menos hasta que no estén presentes proporciones importantes de
H_{2}S en el biogás.
Como medio que contiene el aceptor de electrones
se emplea convenientemente aire u otro gas o mezcla gaseosa
conteniendo oxígeno. Otra posibilidad consiste en utilizar nitrito o
nitrato en calidad de aceptor de electrones. Es imaginable también
la combinación de diferentes aceptores de electrones.
La esencia de la invención se puede presentar
del modo más sencillo como sigue en el caso del empleo de aire como
medio que contiene el aceptor de electrones:
Los problemas citados del estado de la técnica
se resuelven con la invención de tal manera que no se intenta una
distribución de aire ampliamente homogénea en todo el espacio de
fermentación, sino que se transporta todo el contenido del reactor
de gas de manera definida a través de una zona conteniendo oxígeno
con un tiempo de contacto suficiente entre el gas y el medio de
fermentación. Se consigue así de manera reproducible una supresión
técnicamente sencilla y sin residuos de la formación de H_{2}S en
el medio de fermentación. Con el procedimiento según la invención se
garantiza la supresión de la formación de H_{2}S en el medio de
fermentación con ayuda del equipamiento técnico de la instalación y
en una forma estable para el funcionamiento.
Convenientemente, todo el medio de fermentación
contenido en el reactor de fermentación es conducido a través de la
zona varias veces, preferiblemente al menos dos veces por hora.
Además, se añade dosificadamente a la zona el medio que contiene el
aceptor de electrones, preferiblemente en cantidades tales que el
medio de fermentación obtenga durante el paso por la zona un
contacto suficiente con el medio que contiene el aceptor de
electrones a fin de suprimir la formación de H_{2}S en el medio de
fermentación.
Según una forma de realización preferida de la
invención, se ajustan el tiempo de contacto entre el medio que
contiene el aceptor de electrones y el medio de fermentación en la
zona y/o la cantidad del medio que contiene el aceptor de
electrones, introducido dosificadamente en la zona, de modo que se
degrade bioquímicamente el medio que contiene el aceptor de
electrones hasta que ya no estén presentes en el biogás proporciones
del medio conteniendo el aceptor de electrones que perjudiquen al
proceso. En el caso del empleo de aire o un gas o una mezcla gaseosa
conteniendo oxígeno en calidad de medio que contiene el aceptor de
electrones, se consigue de esta manera que se degrade
bioquímicamente el oxígeno hasta que no estén ya presentes en el
biogás proporciones de oxígeno que perjudiquen al proceso. Debido a
que está conducción del procedimiento, se asegura que en el reactor
de fermentación no se produzca perjuicio alguno del tratamiento
anaerobio de la sustancias orgánicas y, por tanto, de la obtención
de biogás.
Además, empleando aire como medio que contiene
el aceptor de electrones, se ajusta preferiblemente la cantidad de
aire alimentada a la zona por unidad de tiempo de modo que el
contenido de nitrógeno resultante del contenido de nitrógeno del
aire en el biogás no conduzca a ninguna reducción importante de la
calidad del biogás respecto de una utilización calórica. Por tanto,
es posible aprovechar el biogás sin restricciones, por ejemplo como
gas combustible.
Una forma de realización especialmente preferida
de la invención prevé emplear el biogás formado en el reactor de
fermentación como gas propulsor para transportar el medio de
fermentación a través de la zona. Cuando la zona está construida,
por ejemplo, como un tubo de guía, se bombea entonces el biogás
hacia el espacio interior del tubo de guía. Como consecuencia de la
disminución de la densidad de la mezcla en el tubo de guía y de la
fuerza de empuje ascensional del gas, el medio de fermentación es
transportado de abajo arriba a través del tubo de guía. En este
caso, se ajustan convenientemente las condiciones hidráulicas
mediante la elección de la geometría del tubo de guía y de la
corriente de biogás inyectada de tal manera que todo el contenido
del reactor de fermentación sea bombeado al menos dos veces por hora
a través del tubo de guía.
La invención concierne también a un dispositivo
para la obtención de biogás con un reactor de fermentación destinado
a recibir un medio de fermentación y con una tubería de evacuación
para biogás. El problema planteado se resuelve por el lado del
dispositivo debido a que en el espacio interior del reactor de
fermentación está montado un equipo de guía, terminando en el equipo
de guía o en las proximidades de un extremo abierto de dicho equipo
de guía al menos una tubería de alimentación para un medio que
contiene un aceptor de electrones, y estando previstos medios para
transportar todo el medio de fermentación contenido en el reactor de
fermentación a través del equipo de guía.
Por tanto, el reactor de fermentación está
configurado sustancialmente como un reactor de bucle con un bucle
interior en forma de un equipo de guía que puede estar construido,
por ejemplo, como un tubo de guía. Preferiblemente, el equipo de
guía está construido como un tubo de guía dispuesto en posición
sustancialmente vertical y centrada en el reactor de
fermentación.
Para inyectar biogás como gas propulsor, una
tubería de derivación de biogás que parte de la tubería de
evacuación de biogás termina preferiblemente en el equipo de guía o
en las proximidades de un extremo abierto de este equipo de
guía.
Según otra forma de realización preferida de la
invención, la geometría del equipo de guía se ha elegido de modo que
se garantice un tiempo de contacto suficiente entre el medio de
fermentación y el medio que contiene el aceptor de electrones para
suprimir una formación de H_{2}S en el medio de fermentación.
Asimismo, se eligen preferiblemente la geometría
del equipo de guía, el tamaño del reactor de fermentación y el
dimensionamiento de la tubería de derivación de biogás de modo que
todo el medio de fermentación contenido en el reactor de
fermentación pueda ser conducida al menos dos veces por hora a
través del equipo de guía.
Otra ejecución del dispositivo según la
invención prevé que el equipo de guía esté construido en forma
calentable. A este fin, el equipo de guía está construido
convenientemente como un tubo de guía que presenta una envolvente
doble. La envolvente doble está provista de una acometida de
alimentación y una acometida de evacuación para agua de
calentamiento. En esta ejecución de la invención se logran al mismo
tiempo varios efectos que posibilitan una obtención - estable para
el proceso - de biogás sustancialmente exento de H_{2}S:
Haciendo circular el medio de fermentación a
través del bucle interior - configurado como tubo de guía - del
reactor de fermentación se homogeneiza todo el contenido de dicho
reactor de fermentación. Debido a la dosificación de un medio que
contiene un aceptor de electrones, por ejemplo aire, se suprime al
mismo tiempo la formación de H_{2}S en el reactor de fermentación.
Además, se mantiene el contenido del reactor de fermentación por
efecto del calentamiento del tubo de guía a una temperatura de
funcionamiento óptima para el tratamiento biológico del medio de
fermentación.
En el caso de una orientación vertical y
centrada del tubo de guía en el reactor de fermentación, se consigue
aún un efecto adicional:
El medio de fermentación aspirado desde el
extremo inferior del tubo de guía es bombeado preferiblemente por
inyección de biogás hasta el extremo superior de dicho tubo de guía
y en el extremo superior del tubo de guía es expulsado verticalmente
hacia arriba en dirección al medio de fermentación circundante.
Debido al oleaje superficial centrado así producido por encima del
tubo de guía, se consigue una destrucción del techo flotante en el
reactor de fermentación, lo que a su vez repercute positivamente
sobre la estabilidad del proceso.
La invención ofrece una serie completa de
ventajas:
En contraposición a procedimientos según el
estado de la técnica, no es necesaria ninguna dosificación de
productos químicos para la supresión del H_{2}S. Además, no es
necesaria ninguna eliminación de productos residuales. Con la
invención se consigue una estabilidad especialmente alta del proceso
con medios técnicamente sencillos. Es posible un equipamiento
posterior de instalaciones de biogás existentes con un coste mínimo.
En el caso más sencillo, se tiene que instalar únicamente una
unidad de dosificación de aire en un sistema de homogeneización del
tubo de guía montado en el reactor de gas.
A continuación, se explicará la invención con
más detalle ayudándose de un ejemplo de realización representado
esquemáticamente en las figuras.
Muestran:
La figura 1, un diagrama de flujo de una
instalación de biogás con supresión de H_{2}S integrada y
La figura 2, una comparación de los resultados
de funcionamiento de reactores de fermentación con y sin adición
dosificada de aire al espacio de fermentación.
En la figura 1 se representa a título de ejemplo
una instalación para fermentar basura húmeda. La basura húmeda es
preparada en pasos de pretratamiento no mostrados en la figura de
modo que se origine una pulpa o hidrolizado. La pulpa o el
hidrolizado se alimentan como medio de fermentación al reactor de
fermentación 2 a través de una tubería 1. En el reactor de
fermentación 2 se realiza la metanización de la pulpa o del
hidrolizado. A este fin, se mantiene el reactor de fermentación 2 en
condiciones anaerobias y se hace circular el contenido de dicho
reactor de fermentación. La biomasa anaerobia contenida en la pulpa
o en el hidrolizado en fase de fermentación transforma las
sustancias orgánicas parcialmente en CO_{2} y CH_{4}. El biogás
producido es extraído del reactor de fermentación 2 a través de una
tubería 3. Las porciones líquidas y/o sólidas de la basura húmeda
fermentada son evacuadas del reactor de fermentación 2 a través de
una tubería 4.
Dado que la pulpa o el hidrolizado contienen
también compuestos de azufre, se formaría igualmente, sin más
medidas, H_{2}S que volvería a encontrarse finalmente en el
biogás. Para minimizar las proporciones no deseadas de H_{2}S en
el biogás, se tiene que, en contraposición al estado de la técnica,
en el que se intenta una distribución ampliamente homogénea de aire
en todo el espacio de fermentación, se transporta todo el contenido
del reactor de fermentación de una manera definida a través de una
zona 5 conteniendo oxígeno con un tiempo de contacto suficiente
entre el gas que contiene oxígeno y el medio de fermentación. A este
fin, el reactor de fermentación 2 está configurado como un reactor
de bucle con un bucle interior en forma de un tubo de guía centrada
y verticalmente dispuesto 5 que funciona como zona que contiene
oxígeno. El biogás bombeado hacia la parte inferior del espacio
interior del tubo de guía y derivado de la tubería 2 de evacuación
de biogás a través de una tubería 6 de derivación de biogás funciona
aquí como gas propulsor. Como consecuencia del descenso de la
densidad de la mezcla en el tubo de guía 5 y de la fuerza de empuje
ascensional del gas, el medio de fermentación es transportado de
abajo arriba a través del tubo de guía 5. En este caso, se ajustan
las condiciones hidráulicas por elección de la geometría del tubo de
guía y de la corriente de biogás inyectada de tal manera que todo
el contenido del reactor de fermentación sea bombeado al menos dos
veces por hora a través del tubo de guía 5. Por medio de una tubería
7 de alimentación de aire se añade dosificadamente aire a la
corriente ascendente interior del tubo de guía 5 en proporciones
cuantitativas tales que el medio de fermentación llegue a tener un
contacto suficiente con oxígeno durante el paso por el tubo de guía
5 para limitar de la manera deseada la formación de H_{2}S en sus
procesos de metabolismo. Al mismo tiempo, se degrada bioquímicamente
el oxígeno hasta que en el biogás no estén ya presentes porciones de
oxígeno que perjudiquen al proceso. Se puede minimizar aquí la
demanda de oxígeno de modo que el nitrógeno contenido en el biogás
no conduzca a una merma de la calidad del gas para el ulterior
aprovechamiento calórico.
Para conservar una temperatura de funcionamiento
óptima para el tratamiento biológico del medio de fermentación, el
tubo de guía 5 está construido en forma calentable. A este fin, el
tubo de guía 5 está provisto de una envolvente de doble pared que
presenta una acometida de alimentación 8 y una acometida de
evacuación 9 para agua de calentamiento. Además, se puede atemperar
el contenido del reactor de fermentación por medio de un
intercambiador de calor 19 que es recorrido por agua de
calentamiento.
Debido al empleo de un tubo de guía centrado y
vertical 5 en el reactor de fermentación 2 como zona que contiene
oxígeno se logran al mismo tiempo varios efectos:
Por un lado, a consecuencia de la dosificación
del aire en el tubo de guía 5, se consigue una supresión fiable del
H_{2}S. Por otro lado, se homogeneiza el contenido del reactor de
fermentación por circulación a través del bucle interior de dicho
reactor de fermentación 2. Además, se produce un atemperado del
reactor de fermentación por medio de agua de calentamiento bombeada
a través de la envolvente doble del tubo de guía. Finalmente, a
consecuencia de la salida de medio de fermentación por el extremo
superior del tubo de guía 5, se genera un oleaje superficial
centrado por encima del tubo de guía 5 que conduce a una destrucción
del techo flotante en el reactor de fermentación 2.
La circulación descrita del medio de
fermentación es suficiente para que los formadores de H_{2}S de
todo el espacio de fermentación resulten perjudicados con seguridad
en la forma deseada. No se perjudica entonces a la formación de
metano a partir de la reacción de fermentación, tal como acreditan
las mediciones representadas en la figura 2.
En la figura 2 se muestran los resultados de
funcionamiento de un reactor de fermentación con adición dosificada
de aire al espacio de fermentación (reactor 1) en comparación con
los de un reactor de fermentación convencional sin adición
dosificada de aire (reactor 2).
Claims (11)
1. Procedimiento para la obtención de biogás por
tratamiento biológico de un medio de fermentación en un reactor de
fermentación, en el que, para suprimir la formación de sulfuro de
hidrógeno (H_{2}S) no deseado, se alimenta al medio de
fermentación un medio gaseoso que contiene un aceptor de electrones,
especialmente un gas o una mezcla gaseosa que contiene oxígeno, por
ejemplo aire y/o nitrato y/o nitrito, caracterizado porque se
conduce todo el medio de fermentación contenido en el reactor de
fermentación (2) a través de una zona (5) solicitada con un medio
que contiene el aceptor de electrones, ajustándose un tiempo de
contacto suficiente entre el medio de fermentación y el medio que
contiene el aceptor de electrones para suprimir la formación de
H_{2}S en el medio de fermentación al menos hasta que no estén
presentes en el biogás proporciones importantes de H_{2}S.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque todo el medio de fermentación contenido
en el reactor de fermentación (2) es conducido varias veces,
preferiblemente al menos dos veces por hora, a través de la zona
(5).
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque el medio que contiene el aceptor de
electrones es añadido dosificadamente a la zona (5) en cantidades
tales que el medio de fermentación obtenga un tiempo de contacto
suficiente con el medio que contiene el aceptor de electrones
durante el paso por la zona (5) para suprimir la formación de
H_{2}S en el medio de fermentación.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque se ajustan el
tiempo de contacto en la zona (5) entre el medio de fermentación y
el medio que contiene el aceptor de electrones y/o la cantidad del
medio añadido dosificadamente a la zona (5) y que contiene el
aceptor de electrones de modo que se degrade bioquímicamente el
medio que contiene el aceptor de electrones hasta que en el biogás
no estén ya presentes proporciones - que perjudiquen al proceso -
del medio que contiene el aceptor de electrones.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque, en caso de que
se emplee aire como medio que contiene el aceptor de electrones, se
ajusta la cantidad de aire alimentada a la zona (5) por unidad de
tiempo de modo que el contenido de nitrógeno resultante del
contenido de nitrógeno del aire en el biogás no conduzca a ninguna
reducción importante de la calidad del biogás respecto de un
aprovechamiento calórico.
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque se transporta el
medio de fermentación a través de la zona (5) por medio de un gas
propulsor que está constituido preferiblemente por el biogás.
7. Dispositivo para la obtención de biogás con
un reactor de fermentación destinado a recibir un medio de
fermentación y con una tubería de evacuación de biogás,
caracterizado porque en el espacio interior del reactor de
fermentación (2) está dispuesto un equipo de guía (5), terminando en
el equipo de guía (5) o en las proximidades de un extremo abierto de
dicho equipo de guía (5) al menos una tubería de alimentación (7)
para un medio que contiene un aceptor de electrones y estando
previstos medios para transportar todo el medio de fermentación
contenido en el reactor de fermentación (2) a través del equipo de
guía (5).
8. Dispositivo según la reivindicación 7,
caracterizado porque el equipo de guía (5) está construido
como un tubo de guía dispuesto vertical y centradamente en el
reactor de fermentación (2).
9. Dispositivo según la reivindicación 7 u 8,
caracterizado porque en el equipo de guía (5) o en las
proximidades de un extremo abierto de dicho equipo de guía (5)
termina una tubería (6) de derivación de biogás que parte de la
tubería (3) de evacuación de biogás.
10. Dispositivo según una de las
reivindicaciones 7 a 9, caracterizado porque la geometría del
equipo de guía (5) ha sido elegida de modo que se garantice un
tiempo de contacto suficiente entre el medio de fermentación y el
medio que contiene el aceptor de electrones para suprimir una
formación de H_{2}S en el medio de fermentación.
11. Dispositivo según una de las
reivindicaciones 7 a 10, caracterizado porque se han elegido
la geometría del equipo de guía (5), el tamaño del reactor de
fermentación (2) y el dimensionamiento de la tubería (6) de
derivación de biogás de modo que todo el medio de fermentación
contenido en el reactor de fermentación (2) pueda ser transportado
al menos dos veces por hora a través del equipo de guía (5).
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19725823 | 1997-06-18 | ||
| DE19725823A DE19725823B4 (de) | 1997-06-18 | 1997-06-18 | Verfahren zur Biogasgewinnung |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2262236T3 true ES2262236T3 (es) | 2006-11-16 |
Family
ID=7832886
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES98933615T Expired - Lifetime ES2262236T3 (es) | 1997-06-18 | 1998-06-15 | Procedimiento y dispositivo para la obtencion de biogas. |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0988392B2 (es) |
| KR (1) | KR100544595B1 (es) |
| CN (1) | CN1131316C (es) |
| AT (1) | ATE322549T1 (es) |
| AU (1) | AU735284B2 (es) |
| DE (2) | DE19725823B4 (es) |
| ES (1) | ES2262236T3 (es) |
| PT (1) | PT988392E (es) |
| WO (1) | WO1998058070A1 (es) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2362852A1 (es) * | 2011-05-31 | 2011-07-14 | Socamex S. A. | Procedimiento de tratamiento de fangos residuales. |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2519384A1 (en) * | 2003-03-17 | 2004-09-30 | Iska Gmbh | Method and hybrid reactor for processing residual wastes |
| KR100981747B1 (ko) * | 2003-10-24 | 2010-09-10 | 삼성엔지니어링 주식회사 | 탈질화 반응을 통한 수소 가스 생산 방법 |
| DE102005058771A1 (de) | 2005-07-29 | 2007-02-08 | Rösing, Gerhard, Dr. | Modifiziertes einstufiges Nassgärverfahren zur Biogasgewinnung |
| AT503653B1 (de) | 2006-09-21 | 2007-12-15 | Arc Austrian Res Centers Gmbh | Biogasanlage |
| WO2008090231A2 (de) * | 2007-01-26 | 2008-07-31 | Sachtleben Chemie Gmbh | Verfahren zur unterdrückung störender schwefelwasserstoffbildung bei der biogasgewinnung durch zusatz von nitratsalzen |
| DE102007013190A1 (de) * | 2007-03-15 | 2008-09-18 | Mt-Energie Gmbh & Co. Kg | Verfahren und Vorrichtung zum Abbau schädlicher Stoffe mittels Zuführen von Sauerstoff |
| NZ560757A (en) * | 2007-10-28 | 2010-07-30 | Lanzatech New Zealand Ltd | Improved carbon capture in microbial fermentation of industrial gases to ethanol |
| CN101613658B (zh) * | 2009-08-17 | 2012-06-27 | 吴兆流 | 生物质气反应装置 |
| FR3007023B1 (fr) * | 2013-06-14 | 2015-07-10 | R & I Alliance | Procede et installation de desulfuration du digestat et du biogaz d'un digesteur |
| ITBO20130362A1 (it) * | 2013-07-11 | 2015-01-12 | Walther Simonini | Sistema per la produzione di biogas |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH316767A (fr) † | 1954-06-01 | 1956-10-31 | Pista Sa | Digesteur de boues organiques |
| US3705098A (en) * | 1971-02-22 | 1972-12-05 | Fmc Corp | Sewage treatment with hydrogen peroxide |
| DE3335265A1 (de) * | 1983-09-29 | 1985-05-02 | Abwasserverband Raumschaft Lahr, 7630 Lahr | Verfahren zur reduzierung des h(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts)s-gehaltes bei anaeroben schlammfaulverfahren |
| DD255722A1 (de) * | 1986-11-05 | 1988-04-13 | Dresden Komplette Chemieanlag | Verfahren zur gewinnung von schwefelwasserstoffreduziertem, brennbarem biogas |
| HU9203242D0 (en) * | 1992-10-15 | 1993-01-28 | Richter Gedeon Vegyeszet | Method to intensificate anaerobic methane-producing fermentations |
| DE4322738A1 (de) * | 1993-07-08 | 1995-01-12 | Norbert Dr Volk | Verfahren und Vorrichtung zur mikrobiellen Reinigung schwefelwasserstoffhaltiger Brenngase |
| US5500123A (en) * | 1993-12-28 | 1996-03-19 | Institute Of Gas Technology | Two-phase anaerobic digestion of carbonaceous organic materials |
| CN1064997C (zh) * | 1995-04-27 | 2001-04-25 | 张祖斌 | 户用速效太阳能沼气池 |
| DE19624268C2 (de) * | 1995-09-30 | 2001-09-27 | Herhof Umwelttechnik Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Verwertung organischer Abfälle |
-
1997
- 1997-06-18 DE DE19725823A patent/DE19725823B4/de not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-06-15 CN CN98806367A patent/CN1131316C/zh not_active Expired - Lifetime
- 1998-06-15 ES ES98933615T patent/ES2262236T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1998-06-15 WO PCT/EP1998/003586 patent/WO1998058070A1/de active IP Right Grant
- 1998-06-15 PT PT98933615T patent/PT988392E/pt unknown
- 1998-06-15 AU AU83374/98A patent/AU735284B2/en not_active Ceased
- 1998-06-15 DE DE59813477T patent/DE59813477D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-06-15 KR KR1019997011879A patent/KR100544595B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1998-06-15 EP EP98933615.1A patent/EP0988392B2/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-06-15 AT AT98933615T patent/ATE322549T1/de not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2362852A1 (es) * | 2011-05-31 | 2011-07-14 | Socamex S. A. | Procedimiento de tratamiento de fangos residuales. |
| WO2012164122A2 (es) * | 2011-05-31 | 2012-12-06 | Socamex S. A. | Procedimiento de tratamiento de fangos residuales |
| WO2012164122A3 (es) * | 2011-05-31 | 2013-03-14 | Socamex S. A. | Procedimiento de tratamiento de fangos residuales |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1131316C (zh) | 2003-12-17 |
| EP0988392B2 (de) | 2013-06-05 |
| DE19725823B4 (de) | 2004-07-08 |
| ATE322549T1 (de) | 2006-04-15 |
| EP0988392A1 (de) | 2000-03-29 |
| EP0988392B1 (de) | 2006-04-05 |
| DE59813477D1 (de) | 2006-05-18 |
| AU8337498A (en) | 1999-01-04 |
| AU735284B2 (en) | 2001-07-05 |
| KR100544595B1 (ko) | 2006-01-24 |
| PT988392E (pt) | 2006-08-31 |
| DE19725823A1 (de) | 1998-12-24 |
| KR20010013857A (ko) | 2001-02-26 |
| CN1260838A (zh) | 2000-07-19 |
| WO1998058070A1 (de) | 1998-12-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2262236T3 (es) | Procedimiento y dispositivo para la obtencion de biogas. | |
| US9359240B2 (en) | Method for desulphuration of the digestate and the biogas of a digester, and biogas production facility implementing said method | |
| KR100948334B1 (ko) | 바이오가스에 함유된 암모니아 및 황화수소 제거장치 | |
| JP2010188340A (ja) | バイオガス生産用二階型嫌気消化装置 | |
| WO2009084405A1 (ja) | 嫌気性処理における溶存硫化水素の除去装置 | |
| JP3996287B2 (ja) | バイオガス製造方法及び装置 | |
| KR20000033408A (ko) | 자가발열 고온 호기성 소화를 이용한 고효율 유기물 분해장치및 공정 | |
| KR101334873B1 (ko) | 혐기성소화 처리장치와 이를 갖는 수처리 장치 및 혐기성소화 처리방법 | |
| CN105541051B (zh) | 一种ab‑asbr反应器启动厌氧氨氧化的工艺 | |
| KR101426440B1 (ko) | 자체발열 중온·고온 호기성 소화방법에 의한 유기성 폐수·하수슬러지의 자원화·감량화 장치 및 이를 이용한 처리 방법 | |
| CN114853299B (zh) | 注氧脱硫的厌氧消化池及包含其的污水处理厂 | |
| KR101139416B1 (ko) | 미세 호기 발생기를 부착한 건식 혐기성 소화조 | |
| CN114853300A (zh) | 注氧脱硫的污泥处理方法及厌氧消化池 | |
| JP6029081B1 (ja) | 廃水処理装置及び気体式液体仕切弁 | |
| CN101423846B (zh) | 无公害沼气发酵处理方法及其装置 | |
| JP2004351377A (ja) | 有機汚泥の浄化剤拡散装置 | |
| JP2001232388A (ja) | 廃液処理方法及び装置 | |
| JP2008138094A (ja) | 生物脱硫装置及び生物脱硫方法 | |
| ES2959024T3 (es) | Digestor que comprende un sistema de inyección de oxígeno que tiene un medio tubular conformado en cuadrícula | |
| RU2600996C2 (ru) | Способ аэробно-анаэробной обработки бесподстилочного навоза с получением биогаза, эффлюента, биошлама и устройство для его реализации | |
| CN214611743U (zh) | 一种微生物活化装置 | |
| KR102583166B1 (ko) | 소화효율 향상을 위한 혐기성 소화조 | |
| CN219929818U (zh) | 一种制药行业高浓废水处理装置 | |
| JPH0515899A (ja) | 嫌気性メタン発酵方法 | |
| JPH03137995A (ja) | メタン発酵における二硫化ジメチル分解促進法 |