El documento describe el biogás, un gas combustible producido por la biodegradación anaeróbica de materia orgánica. Explica que el biogás contiene principalmente metano y dióxido de carbono y puede usarse como combustible. También detalla los factores que controlan la digestión anaerobia como la temperatura, el pH, la composición del sustrato y los tiempos de retención.

1. CONCEPTO:
El biogás es un gas combustible que se genera, por las reacciones de
biodegradación de la materia orgánica, mediante la acción
de microorganismos (bacterias metanogénicas, etc.) en ausencia de
oxígeno (esto es, en un ambiente anaeróbico).
Este gas se ha venido llamando gas de los pantanos, puesto que en
ellos se produce una biodegradación de residuos vegetales semejante a
la descrita.

2. 2
II. Sus propiedades y
Características del Biogás
 COMPOSICIÓN
 PROPIEDADES
 CH4 55 a 70%40-70% metano
 CO2 25 a 40%
 N2 2 a 7%
 H2 1 a 5%
 H2S 50 a 5000 ppm
 poder calorífico : 4000 - 6000 Kcal /m3
 Temperatura de ignición 650 a 750 ºC
 Densidad 0,8 a 1,2 (g/l)
 Incoloro, fuerte olor, tóxico,
 COMBUSTIBLE.

3. IV La digestión anaeróbica

4. Ventajas de la anaerobiosis:
1. No requiere oxígeno.
2. Menos energía invertida en el proceso.
3. Produce metano.
4. Produce de 3-20 veces menos lodos que
tratamiento aerobio (20-150 vs. 400-600 kg
biomasa/m3 DQO).
5. Eficiente a elevadas cargas de DBO.
6. Preservación de actividad aun cuando el
sistema no operare por largos períodos de
tiempo.

5. Desventajas:
1. Más lento que tratamiento aerobio
(requiere > tiempos de contacto o sea >
tiempos de retención hidráulica).
2. Más sensitivo a choques tóxicos.
3. Requiere mayor tiempo de aclimatación.

6. Biodigestor a nivel de laboratorio – tipo batch -
Termostato
Baño de agua caliente
Gasómetro
Bioreactor

8. Biodigestor continuo

9. Digestores anaerobios
Líquido
Líquido

10. Bioreactores de primera
generación

11. Bioreactores de segunda
generación

12. Bioreactores de tercera
generación

14. Factores que controlan
digestión anaerobia
1. Temperatura
2. Tiempo de retención hidrolítica (TRH o HRT,
hydrolic retention time)
3. pH
4. Composición del desperdicio (Sustrato)
5. Competencia con bacterias productoras de
sulfuro (respiradoras de azufre).
6. Tóxicos (oxígeno, amoníaco, solventes clorinados,
benceno, formaldehído, ácidos volátiles, etc.)

15. BACTERIAS RANGO DE
TEMPERATURAS
SENSIBILIDAD
Psiccrofílicas menos de 20ºC ± 2ºC/hora
Mesofílicas entre 20ºC y 40ºC ± 1ºC/hora
Termofílicas más de 40ºC ± 0,5ºC/hora
Temperatura del sustrato
Para que se inicie el proceso se necesita una temperatura mínima de 4º
a 5º C y no se debe sobrepasar una máxima de alrededor de 70ºC . Se
realiza generalmente una diferenciación en tres rangos de temperatura
de acuerdo al tipo de bacterias que predominan en cada una de ellas

16. Valor de acidez (pH)
Una vez estabilizado el proceso fermentativo el pH se mantiene en valores que
oscilan entre 7 y 8,5.
Debido a los efectos buffer que producen los compuestos bicarbonato-dióxido de
carbono (CO 2 -HCO 3 ) y Amonio -Amoníaco (NH 4 -NH 3 ) el proceso en sí mismo
tiene capacidad de regular diferencias en el pH del material de entrada.
Las desviaciones de los valores normales es indicativo de un fuerte deterioro del
equilibrio entre las bacterias de la faz ácida y la metanogénica provocado por
severas fluctuaciones en alguno de los parámetros que gobiernan el proceso.

17. SUSTRATO (Contenido de sólidos)
La movilidad de las bacterias metanogénicas dentro del sustrato se ve crecientemente
limitada a medida que se aumenta el contenido de sólidos y por lo tanto puede verse
afectada la eficiencia y producción de gas. Por otro lado podemos encontrar en la
literatura datos de producciones de gas importantes logradas en rellenos sanitarios con
un alto contenido de sólidos.
En este punto tampoco existen reglas fijas; mediciones realizadas utilizando mezclas de
estiércoles animales en agua han determinado que para digestores continuos el
porcentaje de sólidos óptimo oscila entre el 8% y el 12%.

18. SUSTRATO

19. SUSTRATO

21. SUSTRATO

22. Tiempos de retención
Este parámetro sólo puede ser claramente definido en los “sistemas discontinuos o
batch” donde el T.R. coincide con el tiempo de permanencia del sustrato dentro del
digestor.
En los digestores continuos y semicontinuos el tiempo de retención (TR) se define:.
De acuerdo al diseño del reactor, el mezclado y la forma de extracción de los
efluentes pueden existir variables diferencias entre los tiempos de retención de
líquidos y sólidos debido a lo cual suelen determinarse ambos valores.
El T.R. está íntimamente ligado con dos factores:
1.el tipo de sustrato
2. y la temperatura del mismo.
dia
litros
diariaacdeVolumen
litrosdigestordeVolumen
TR
.arg..
)(..

23. Inhibidores
La presencia de metales pesados, antibióticos y detergentes en determinadas
concentraciones pueden inhibir e incluso interrumpir el proceso fermentativo.
Cuando es demasiado alta la concentración de ácidos volátiles (más de 2.000 ppm para
la fermentación mesofílica y de 3.600 ppm para la termofílica se inhibirá la digestión.
También una elevada concentración de Nitrógeno y Amoníaco destruyen las bacterias
metanogénicas.

24. INHIBIDORES
CONCENTRACION
INHIBIDORA
SO4 5.000 ppm
NaCl 40.000 ppm
Nitrato (según contenido de Nitrógeno) 0,05 mg/ml
Cu 100 mg/l
Cr 200 mg/l
Ni 200-500 mg/l
CN (Después que se han domesticado las bacterias
metanogénicas a 2-10 mg/ml).
25 mg/l
ABS (Detergente sintético) 20-40 mg/l
Na 3.500-5.500 mg/l
K 2.500-4.500 mg/l
Ca 2.500-4.500 mg/l
Mg 1.000-1.500 mg/l

25. Inclusión de inoculantes
El crecimiento bacteriano dentro de los digestores sigue desde su arranque la
curva típica graficada en la siguiente figura.
En la figura pueden distinguirse
claramente tres etapas: La de arranque (I),
la de estabilización (II) y la de declinación
(III).

26. El Proceso requiere :
 Requiere de interacciones sinérgicas
entre cuatro grupos microbianos:
 I. Bacterias hidrolítica
 II. Bacterias fermentadoras
 III. Bacterias acetogénicas
 IV. Bacterias metanogénicas

27. Prerrequisitos necesarios para iniciar el proceso:
La fermentación anaeróbica involucra a un complejo
número de microorganismos

29. 29
El Entorno del Biodigestor
Digestor
Calderas
Compresores &
Sopladores
Gasómetro
Antorcha

31. Digestión anaerobia de residuos
agroindustriales

33. Planta de tratamiento de efluente de
industria láctea

34. Componentes y partes de una planta de biogas
1
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3
4

35. Corte transversal de un digestor grande (2500 m3)

36. Digestores con una capacidad más de 2.500 m3
Fuente: www.weltec-biopower.de

37. Vista adentro de un digestor y agitadores