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Experiencias y Uso de Biogás
en México
Jose Buenrostro Pablos, AMENA – Mitigación del Cambio Climático.
Mayo 2011, Guadalajara, Jal.
Porcicultura
Restaurantes
Resíduos
Orgânicos
RastrosGanaderia
Rellenos
Sanitarios
Avicultura
Potencial
Generacion
biogas
16-25m3 biogas
Potencial del Biogas 31m3 biogas
49m3 biogas
300m3
biogás
Notas:
1m3 de Restos Orgánicos de restaurantes produce 135 m3 de Biogas
1m3 de aceites de frituras produce 800 m3 de Biogas
RENDIMENTO EN ENERGÍA ELÉCTRICA DE
VARIOS SUBPRODUCTOS MÁS COMUNES
1 tonelada de aceite vegetal puro………………………………………..2.300 kWh
1 tonelada de residuos de rastro…….……………………………………..770 kWh
1 tonelada de vegetales (legumbres/frutas/otros) ……………………...230 kWh
1 tonelada de estiércol bovino…………………………………………….….88 kWh
1 tonelada de estiércol porcino……………………………………………….51 kWh
1 tonelada de desperdicios de restaurante.………………………...…….342 kWh
Proceso
basal
Biodigestor®
Caldera
Generador
Reforestación
Residuos
orgánicos
Residuos
orgánicosBiogas
Lombricultura®
Energía eléctrica
Vapor
Agua caliente
Bioabono
Lombriz
Alimento para
animalesFarmacéutica
Biorremediación
Agricultura orgánica
Siembra de
pastura para
ganado
DIAGRAMA DE PROCESO ECOEFICIENTE
Soplete
Flama
Productos
diversos
RECUPERACIÓN ENERGÉTICA RECICLAJE DE SUBPRODUCTOS FINALES
Ingresos nuevos
Energía útil para procesos de
producción del propio
establecimiento
Combustible
para vehículos
Agua residual
Reuso
Cogeneración
Agua
Bio-Digestión
– Ocurre por medio de las bacterias anaeróbicas presentes en las aguas residuales orgánicas.
– Produce una mezcla de gases con un alto contenido de metano llamado biogás.
– La implementación de este gas como alternativa de combustible es muy efectiva.
– La calidad del agua mejora notablemente.
1.-BACTERIAS HOMOACETOGENAS
3.-BACTERIAS ACETOGENAS
4.-BACTERIAS METANOGENAS
5.-BACTERIAS METANOGENAS-ACETOCLASTICAS
Diagrama Digestión Anaeróbica
Biodigestor
Biodigestor
Afluente Efluente
Su diseño debe proporcionar un tratamiento biológico que permita convertir la materia
orgánica en productos finales fácilmente manejables que no afecten el ambiente (CO2,
CH4 y Humus).
Un Biodigestor es un contenedor cerrado, sellado e impermeable en el cual la sustancia orgánica es depositada para su fermentación en una solución acuática para producir así biogás y fertilizantes orgánicos.
BIOGAS
Es la mezcla de Metano y otros gases que se desprenden durante la degradación
anaerobia de la materia orgánica por la acción de microorganismos.
COMPONENTE CONCENTRACION CARACTERISTICAS
Metano (CH4) 50-70% Explosivo
Bióxido de Carbono (CO2) 25-35% Acidéz
Hidrógeno (H2) < 5% Explosivo
Oxigeno (O2) < 5% Inocuo
Mercaptanos (CHS) 1.1% Mal Olor
Acido Sulfhídrico (H2S) < 2% Mal Olor
Se trata de un proceso complejo natural y práticamente autoregulado.
Factores que afectan la producción de gas
Tipo de sustrato (nutrientes disponibles) Temperatura del sustrato; la carga
volumétrica Tiempo de retención hidráulico Nivel de acidez (pH) Relación Carbono/Nitrógeno Concentración del sustrato; el agregado de
inoculantes Grado de mezclado Presencia de compuestos inhibidores del
proceso
Tipos de biodigestores
De régimen estacionario o de batch
De régimen semicontinuo
Horizontales de desplazamiento
De régimen continuo
De régimen Semicontinuo
Mas usados en el medio rural: sistemas pequeños para uso doméstico.
Verticales o cilíndricos con el techo y el piso en forma de domo.
Se cargan por gravedad una vez al día.
Producen una cantidad diaria más o menos constante de biogás
Biodigestor Domestico de
polietileno de bajo costo
Biodigestores SocialesEstado de Guanajuato
Objetivo: Digestores que provean de energía calórica y
eléctrica a familias del campo Proporcionar un valor agregado a los
desperdicios agropecuarios Contribuir a la recuperación del medio
ambiente, evitando la tala hormiga de las familias rurales
Producir composta y abono orgánico a través del residuo de la fermentación anaeróbica
Principales Componentes
Horizontales de desplazamiento
Poco profundos y alargados, semejando un canal.
Operan a régimen semicontinuo, entrando la carga y descarga por ambos extremos del biodigestor.
Volúmenes mayores de los 15 m³.
Enfocado a la generación de biogas o generacion de electricidad.
Horizontales de desplazamiento
De régimen continuo
Para tratamiento de aguas residuales.
Manejo de uno o varios sustratos.
Plantas muy grandes. digestores son mas de tipo industrial
Calefacción y agitación.
Se genera gran cantidad de biogás que se aprovecha en aplicaciones industriales
De régimen continuo
De régimen estacionario o de laguna
Manejo de uno o varios sustratos.
Digestores son fabricados con Geo membranas HD
Calefacción y recirculación.
Se genera gran cantidad de biogás que se aprovecha en generación de energía eléctrica y calórica
Mas utilizados en granjas porcinas y lecheras en México
De régimen estacionario o de laguna
Captura Metano/Sistemas de Energía
CO2
Digestion anaerobica
Caseta ganado
Laguna
Excretas liquidas
Biogas (CH4)
Generador/flama
Resultado:Reducion de olores
Reducion de gases efecto invernadero
Obtencion de bioabono
Cubierta geomembrana
CH4
CH4
CH4
Electricidad
Establo San Carlos
San Luis Potosí, México
Situación: Problemas de olor por el estiércol apilado
Posible contaminación de aguas en el subsuelo por filtración
Generación de moscas por estiércol expuesto
Alto costo por consumo de electricidad y diesel en calderas para la operación del establo y cremería.
Situación Anterior al Proyecto
Antes de la realización del proyecto para utilizar la biomasa de las deyecciones, el hacinamiento de la misma era un gran problema
Continuación…
Se depositaba al final de los corrales y una parte de la misma se secaba para utilizarla en la cama de los corrales.
Los malos olores y la cantidad de moscas no se podían controlar
Distribución del Biogás
Al cuarto de motogeneradores, y calderas que consume el 90% del biogás.
Y a un quemador donde el biogás excedente es incinerado.
DISTRIBUCION DE LA ENERGIA ELECTRICA
La sala de ordeña y la iluminación del establo, es alimentada con la energía eléctrica producida por el motogenerador de biogas.
Beneficios de la instalación del digestor:
Reducción de olores
Reducción de la cantidad de moscas
Optimización del espacio disponible
Generación de electricidad para la operación del establo y energía calórica en calderas
Generación de abono orgánico
USOS POSTERIORES DEL AGUA
Reciclaje-descarga cero
Riego agrícola
Abasto aréas verdes urbano
Lagunas, explotación pesquera
Recreación y otros usos
Estuarios
J. Buenrostro ‘11
Lumbricultura -Abono Orgánico
APROVECHAMIENTO DE LOSRESIDUOS ORGÁNICOS
Biogas Resumen/Ventajas
Disposición alternativa de las excretas & biobasura
Alto potencial para reducción del efecto Invernadero
Eficiente producción de Energía Eléctrica & calórica
El Sustrato Remanente (lodos) del biodigestor se puede utilizar como un abono de alta calidad en la agricultura
Concepto de “descarga 0” (cero). El agua es tratada y reciclada en forma racional dentro del sistema
Fermentación Anaeróbica
Apoyo a Proyectos
FIRCO – Proyectos de generación y aprovechamiento de biogas en explotaciones pecuarias
Semarnat - Recursos de la Unión Europea a Proyectos que Combaten el Cambio Climático
Bancomext - programas de apoyo para proyectos sustentables
CFE/FIDE – Financiamiento proyectos de generación de energía eléctrica con biogas
Otros programas Estatales y Federales