Purificación biológica de biogás

Abstract

El gas proveniente de la descomposición de la materia orgánica, bajo condiciones anaeróbicas, es llamado biogas, compuesto fundamentalmente de metano (CH4) y dióxido de carbono (CO2), principales gases de efecto invernadero. Producto de las reacciones bioquímicas se origina ácido sulfhídrico (H2S), el principal contaminante presente en el biogas, aunque se presenta en muy baja concentración, es de vital importancia su eliminación ya que posee un alto poder corrosivo, lo que restringe su utilización como combustible. Las tecnologías tradicionales para la purificación de biogas, están basadas fundamentalmente en el empleo de métodos físico-químicos, los cuales además de generar contaminantes secundarios, son costosos. Por otra parte, la purificación biológica es un proceso en el cual los gases contaminados se hacen entrar en contacto con un medio biológicamente activo. Este sistema se basa en la interacción del gas contaminado con microorganismos inmovilizados en una biopelícula sobre un material de soporte o empaque, también llamado medio biológico filtrante. A medida que el gas pasa a través del soporte, el contaminante es transferido desde la fase gaseosa a la biopelícula, donde es metabolizado por los microorganismos, habitualmente mediante procesos oxidativos, transformándolo en compuestos no tóxicos y de fácil eliminación. Entre las tecnologías de tratamiento biológico se puede encontrar los biofiltros de lecho fijo, biolavadores y biofiltros de lecho escurrido, técnicas que operan bajo el mismo mecanismo, pero difieren en sus diseños y en algunas características funcionales. En el presente trabajo se exponen las variables de diseño, dimensionamiento, parámetros operacionales, eficiencia, entre otras. necesarias para un correcto funcionamiento. Entre las que se encuentran la carga del contaminante, la naturaleza del medio filtrante utilizado, la humedad en el biofiltro y la temperatura, entre otras. Las tecnologías biológicas no generan contaminantes secundarios, los costos de inversión y de operación son bajos, fáciles de operar y energéticamente eficientes. Además, poseen una alta eficiencia de eliminación, permiten trabajar a temperaturas relativamente bajas (15 a 30 ºC) y a presión atmosférica. Estos antecedentes implican un menor gasto de energía y un buen comportamiento ambiental.

The gas from the decomposition of organic matter under anaerobic conditions, is called biogas, consisting primarily of methane (CH4) and carbon dioxide (CO2), which are the main greenhouse effect gases. Product of the biochemical reactions, hydrogen sulfide (H2S) is originated, which is the main contaminant in the biogas, although it occurs at very low concentrations, it elimination is vital because it has a high corrosive power, which prevents its use as fuel. Traditional technologies for the purification of biogas, are based primarily on the use of physicochemical methods, which apart from generating secondary pollutants, are expensive. Moreover, the biological purification is a process in which contaminated gases are put in contact with a biologically active environment. This system is based on the interaction of the contaminated gas with immobilized microorganisms in a biofilm on a supporting material or packaging, also called biological filtering media. As the gas passes through the supporting material, the contaminant is transferred from the gas phase to the biofilm, where it is metabolized by the microorganisms, usually by oxidative processes, making it into non-toxic and easy to remove compounds. Among the biological treatment technologies we can find the fixed-bed biofilters, biowashers and drained bed biofilters, techniques that operate on the same mechanism, but differ in their designs and some performance characteristics. This work describes the design variables, sizing, operating parameters, efficiency, etc. needed for proper operation. Among those are the pollutant loading, the nature of the filter media used, the biofilter's moisture and temperature, among others. Biological technologies don't generate secondary pollutants, the costs of investment and operation are low, easy to operate and energy efficient. Also, they possess a high removal efficiency, allow working at relatively low temperatures (15 to 30 º C) and at atmospheric pressure. These facts involve a lower energy use and a good environmental performance.