Diseño de un digestor de fangos anaerobio con producción de biogás. Estudio de cogeneración

Abstract

[ES] El aumento de población hace que cada día sea más imprescindible la necesidad de optimizar la depuración de las aguas residuales. Así mismo, con ello aumenta la cantidad de subproducto procedente principalmente del tratamiento primario y secundario, el cual se le denomina fango. Tras la eliminación parcial o completa de los contaminantes presentes en las aguas residuales, éstos se concentran en el fango. Por ello, es necesario su posterior tratamiento, como la reducción de la presencia de agua para facilitar su manejo y la estabilización para evitar problemas de fermentación y putrefacción. El fango puede ser estabilizado por diferentes procesos, centrándonos en este Trabajo de Fin de Grado en la estabilización de fango por medio de la digestión anaerobia, en la cual los microorganismos descomponen la materia biodegradable en ausencia de oxígeno. Además, en la digestión anaerobia se genera una mezcla gaseosa denominada biogás, compuesta principalmente de dióxido de carbono y metano. En el presente Trabajo de Fin de Grado se ha realizado el diseño de un digestor anaerobio con su posterior aprovechamiento de biogás para la producción de energía eléctrica a través de un motor de cogeneración. Para ello, se han analizado diferentes puntos de una Estación Depuradora de Aguas Residuales, Depuración de Aguas del Mediterráneo, S.A.-UTE S Y D AGUAS ALZIRA, durante un periodo de tres meses. Por último, tras el diseño de la línea de fango y la línea de biogás, se ha realizado una valorización de la producción de metano para un posterior estudio económico, en el cual se contabiliza el ahorro económico que supone la producción de energía eléctrica a partir de dicho biogás.

[EN] The increase in the population makes that every day is more indispensable the need to optimize the purification of the waste water. In this way, the amount of subproduct precedent mainly from the primary and secondary treatment rise, and it¿s called mud. The partial or total elimination of the contaminants presents in the waste water are concentrated in the mud. Therefore, further treatment is necessary, as the reduction of the water presence to facilitate his managing, and the stabilization to avoid problems of fermentation and rot. The mud can be stabilized by different processes, in this Finally Degree Project we focus on the stabilization of mud by means of anaerobic digestion, in which the microorganisms break down and digest organic matter in absence of oxygen. Then, a mix gas is made by the anaerobic digestion, which is denominated biogas principally composed by carbon dioxide and methane. In this Finally Degree Project an anaerobic digester has been design by his later utilization of biogas for production of electric power across an engine of cogeneration. For it, different points of a depuration plant have been analysed, Depuradora de Aguas del Mediterraneo, S.A. - UTE S Y D ALZIRA, during a period of three months. Finally, after the design of the line of mud and the line of biogas, the production of methane valuation has been realized for a later economic, in which there is assessed the economic saving that supposes the production of electric power from the above mentioned biogas.

[CAT/VA] L'augment de població fa que cada dia siga més imprescindible la necessitat d'optimitzar la depuració de les aigües residuals. Així mateix, amb això augmenta la quantitat de subproducte procedent principalment del tractament primari i secundari, el qual se li denomina fang. Després de l'eliminació parcial o completa dels contaminants presents en les aigües residuals, estos es concentren en el fang. Per això, és necessari el seu posterior tractament, com la reducció de la presència d'aigua per a facilitar el seu maneig i l'estabilització per a evitar problemes de fermentació i putrefacció. El fang pot ser estabilitzat per diferents processos, centrant-nos en este Treball de Fi de Grau en l'estabilització de fang per mitjà de la digestió anaeròbia, en la qual els microorganismes descomponen la matèria biodegradable en absència d'oxigen. A més, en la digestió anaeròbia es genera una mescla gasosa denominada biogàs, composta principalment de diòxid de carboni i metà. En el present Treball de Fi de Grau s'ha realitzat el disseny d'un digestor anaerobi amb el seu posterior aprofitament de biogàs per a la producció d'energia elèctrica a través d'un motor de cogeneració. Per a això, s'han analitzat diferents punts d'una Estació Depuradora d'Aigües Residuals, Depuración de Aguas del Mediterraneo, S.A.-UTE S Y D AGUAS ALZIRA, durant un període de tres mesos. Finalment, després del disseny de la línia de fang i la línia de biogàs, s'ha realitzat una valoració de la producció de metà per a un posterior estudi econòmic, en el qual es comptabilitza l'estalvi econòmic que suposa la producció d'energia elèctrica a partir del dit biogàs.