Diseño de un digestor anaerobio para co-digestión de fangos de depuración y residuos líquidos de la industria alimentaria con capacidad para tratar hasta 120 m3/d

Abstract

[ES] El proceso de descontaminación del agua residual se lleva a cabo en Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales (EDAR), donde el agua se somete a diferentes tratamientos hasta que puede ser devuelta a un cauce natural sin causar impacto negativo en el medio receptor. En las EDAR, tras una serie de procesos físicos, químicos y biológicos es posible eliminar en gran medida los contaminantes presentes en el agua, concentrándolos en un subproducto denominado fango de depuración. Este trabajo se enfoca en la estabilización de fangos mediante digestión anaerobia, que aprovecha parte de la carga orgánica del fango para generar biogás, que puede ser empleado para producir electricidad. Si al proceso de digestión anaerobia se le incorporan algunas sustancias (denominadas cosustratos) para aumentar la producción de biogás, el proceso recibe el nombre de codigestión. En este Trabajo Fin de Máster se ha comparado la producción de biogás empleando distintos cosustratos y se ha realizado el diseño de una instalación de codigestión anaerobia a partir de los datos obtenidos en un montaje experimental a escala laboratorio. En último lugar, se ha realizado un pequeño análisis del ahorro que supondría la implantación de un sistema de cogeneración en una EDAR.

[CA] El procés de descontaminació de l'aigua residual es du a terme en Estacions Depuradores d'Aigües Residuals (EDAR), on l'aigua se sotmet a diferents tractaments fins que pot ser tornada a un llit natural sense impacte negatiu en el mig receptor. En les EDAR, després d'una sèrie de processos físics, químics i biològics és possible eliminar en gran manera els contaminants presents en l'aigua, concentrant-los en un subproducte denominat fang de depuració. Este treball s'enfoca en l'estabilització de fangs per mitjà de digestió anaeròbia, que aprofita part de la càrrega orgànica del fang per a generar biogàs, que pot ser empleat per a produir electricitat. Si a al procés de digestió anaeròbia se li incorporen algunes substàncies, denominades cosustrates, per a augmentar la producció de biogàs el procés rep el nom de codigestió. En este Treball Fi de Màster s'ha comparat la producció de distints cosustrates i s'ha realitzat el disseny d'una instal·lació de codigestió anaeròbia a partir de les dades obtinguts en un muntatge a escala laboratori. En últim lloc, s'ha realitzat una xicoteta anàlisi de l'estalvi que suposaria la implantació d'un sistema de cogeneració en una EDAR.

[EN] The remediation process of wastewater takes place in Wastewater Treatment Plants (WWTP), where water quality is enhanced until it is returned harmlessly to its natural flow courses. In WWTPs, through a series of physical, chemical and biological treatments it is possible to reduce to a great extent the amount of pollutants that wastewater contains, transferring them to a stream called sludge, which is concentrated in solids. This End of Master Dissertation is aimed at sludge stabilisation via anaerobic digestion, a process which reduces organic matter present in sludge, producing biogas that can be used in electricity generation. If some substances, called cosubstrates, are added to the sludge in the anaerobic digestion process in order to increase the amount of biogas generated, the procedure is called codigestion. To sum up, different cosubstrates had been compared so as to find which one achieves the highest biogas production. In addition, the document deals with the design of a codigestion plant based on the results shown in a small plant in the laboratory. Lastly, the economic viability of the implementation of a codigestion plant in a WWTP has been taken into consideration.