Digestión anaerobia de purines
Ibon Lekue. Ade Biotec. España ()
10-jul-2007 (hace 17 años 4 meses 12 días)En general, cuando la generación anual de purín de una explotación
porcina supera los 25.000 m3 anuales y se dispone de tierras suficientes para
el esparcido, se puede empezar a valorar la opción de invertir en una
instalación de digestión anaerobia de purines. Aunque las primeras
plantas de digestión anaerobia presentaron dificultades técnicas,
actualmente es un proceso de producción de energía renovable técnicamente
contrastado y económicamente atractivo.
Estas instalaciones pueden estar dimensionadas para ser implantadas en explotaciones ganaderas o integradas dentro de grandes plantas centralizadas de tratamiento de purines. En España, se prevé que la digestión anaerobia de purines recobre interés a raíz del recientemente aprobado Real Decreto que regula la actividad de producción de energía eléctrica en régimen especial, en el que se fija un aumento de la retribución por la venta de electricidad procedente de estas instalaciones.
Fundamento
La digestión anaerobia, también denominada biometanización, es un proceso biológico que ocurre en ausencia de oxígeno, en el cual gracias a la acción de varios grupos de bacterias presentes de forma natural en el purín, la materia orgánica se descompone, dando como resultado dos productos: biogás y purín digerido.
Todo el proceso transcurre en un depósito herméticamente cerrado (digestor anaerobio), cuyo interior suele estar calorifugado alrededor de los 35º C (régimen mesofílico) o alrededor de los 55º C (régimen termofílico). Parte del biogás producido se emplea para calentar el digestor.
Para aumentar la producción de biogás es factible añadir otros subproductos al purín, tales como restos o excedentes de cosechas, ensilados, etc. A la digestión anaerobia conjunta de dos o más subproductos, se le denomina co-digestión.
Caso tipo de una instalación de digestión anaerobia en una explotación ganadera
Supongamos una granja porcina de ciclo cerrado de 1.300 madres, con una producción de purines en torno a los 70 m3 al día. Se instala un digestor de 1.400 m3 de capacidad que se opera en régimen mesofílico y se monta una instalación para el aprovechamiento de biogás, que incluye un motor de cogeneración de 191 kW(e). La electricidad se vende a la red general, el calor sobrante se emplea en las naves de la explotación para calefacción y el purín digerido se esparce en el campo.
Una instalación de este tipo produce entre 60 - 70 m3 de biogás a la hora, con un contenido de metano del 65%. Además presenta los siguientes resultados:
Fuente: Elaboración
propia a partir de valores observados en diferentes plantas
La instalación descrita se amortiza en aprox. 10 años y se puede llegar a ganar unos 175.000 €/año con la venta de electricidad y a ahorrar unos 22.000 €/año de gas natural para calefacción.
El purín se puede co-digerir con otros residuos orgánicos (grasas, glicerina, lodos, lactosuero, etc.) para obtener más biogás y más ingresos por retirar dichos residuos, por lo que este proceso puede ser económicamente viable para las explotaciones: pasa así a amortizarse en 5-6 años.. En todo caso, se debe solicitar un estudio económico a las ingenierías y empresas suministradoras de este tipo de plantas.
Ventajas
La digestión anaerobia es un proceso que produce energía renovable que se puede vender. Además, de esta forma se disminuyen las emisiones descontroladas de gases de efecto invernadero.
Por otra parte se produce un purín tratado que presenta una reducción de sólidos, malos olores y patógenos, y cuya materia orgánica está parcialmente mineralizada.
Inconvenientes
Una instalación de digestión anaerobia requiere una inversión elevada. Además es imprescindible un aporte constante de purín a lo largo de todo el año y una supervisión técnica periódica, ya que el proceso se puede inhibir con niveles altos de desinfectantes, antibióticos, amonio, materia orgánica, etc., aunque esto es raro.
La digestión anaerobia no elimina nitrógeno. Por tanto, en aquellos casos en los que no se disponga de terreno suficiente, es necesario instalar un sistema de eliminación de nitrógeno antes o después de la digestión anaerobia, preferentemente después.
Estas instalaciones pueden estar dimensionadas para ser implantadas en explotaciones ganaderas o integradas dentro de grandes plantas centralizadas de tratamiento de purines. En España, se prevé que la digestión anaerobia de purines recobre interés a raíz del recientemente aprobado Real Decreto que regula la actividad de producción de energía eléctrica en régimen especial, en el que se fija un aumento de la retribución por la venta de electricidad procedente de estas instalaciones.
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| Foto 1. Planta centralizada de digestión anaerobia de purines en Dinamarca | Foto 2. Planta de digestión anaerobia en explotación ganadera en Alemania |
Fundamento
La digestión anaerobia, también denominada biometanización, es un proceso biológico que ocurre en ausencia de oxígeno, en el cual gracias a la acción de varios grupos de bacterias presentes de forma natural en el purín, la materia orgánica se descompone, dando como resultado dos productos: biogás y purín digerido.
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El biogás es un combustible formado básicamente por metano
(CH4) y dióxido de carbono (CO2), similar
al gas natural. Se puede emplear en calderas y/o en motores de cogeneración
(motores gasolina diseñados para que se les inyecte el biogás
y produzcan electricidad y calor). • El purín digerido se puede esparcir como enmienda en el campo, presentando mejores cualidades que el purín bruto, tanto en cuanto posee menos sólidos, olores y patógenos. Sus nutrientes están además inmediatamente disponibles para las plantas. |
 Foto 3. Equipo para la adición de otros subproductos directamente al digestor anaerobio para su co-digestión con el purín  Foto 4. Módulo de cogeneración (el motor está en el interior del contenedor) y centro de transformación (para la exportación de electricidad a la red) |
Todo el proceso transcurre en un depósito herméticamente cerrado (digestor anaerobio), cuyo interior suele estar calorifugado alrededor de los 35º C (régimen mesofílico) o alrededor de los 55º C (régimen termofílico). Parte del biogás producido se emplea para calentar el digestor.
Para aumentar la producción de biogás es factible añadir otros subproductos al purín, tales como restos o excedentes de cosechas, ensilados, etc. A la digestión anaerobia conjunta de dos o más subproductos, se le denomina co-digestión.
Caso tipo de una instalación de digestión anaerobia en una explotación ganadera
Supongamos una granja porcina de ciclo cerrado de 1.300 madres, con una producción de purines en torno a los 70 m3 al día. Se instala un digestor de 1.400 m3 de capacidad que se opera en régimen mesofílico y se monta una instalación para el aprovechamiento de biogás, que incluye un motor de cogeneración de 191 kW(e). La electricidad se vende a la red general, el calor sobrante se emplea en las naves de la explotación para calefacción y el purín digerido se esparce en el campo.
Una instalación de este tipo produce entre 60 - 70 m3 de biogás a la hora, con un contenido de metano del 65%. Además presenta los siguientes resultados:
| Purín bruto | Purín digerido | Salida
del digestor (% del valor de entrada) |
|
| Sólidos totales (%) | 6,5 | 3,0 | 46 |
| Sólidos volátiles (%) | 4,9 | 2,9 | 60 |
| DQO (mg/l) | 55.000 | 33.000 | 60 |
| Nitrógeno orgánico (mg/l) | 1.800 | 1.450 | 80 |
| Nitrógeno amoniacal (mg/l) | 3.400 | 3.750 | 110 |
| Fósforo (mg/l) | 2.300 | 2.300 | 100 |
La instalación descrita se amortiza en aprox. 10 años y se puede llegar a ganar unos 175.000 €/año con la venta de electricidad y a ahorrar unos 22.000 €/año de gas natural para calefacción.
El purín se puede co-digerir con otros residuos orgánicos (grasas, glicerina, lodos, lactosuero, etc.) para obtener más biogás y más ingresos por retirar dichos residuos, por lo que este proceso puede ser económicamente viable para las explotaciones: pasa así a amortizarse en 5-6 años.. En todo caso, se debe solicitar un estudio económico a las ingenierías y empresas suministradoras de este tipo de plantas.
Ventajas
La digestión anaerobia es un proceso que produce energía renovable que se puede vender. Además, de esta forma se disminuyen las emisiones descontroladas de gases de efecto invernadero.
Por otra parte se produce un purín tratado que presenta una reducción de sólidos, malos olores y patógenos, y cuya materia orgánica está parcialmente mineralizada.
Inconvenientes
Una instalación de digestión anaerobia requiere una inversión elevada. Además es imprescindible un aporte constante de purín a lo largo de todo el año y una supervisión técnica periódica, ya que el proceso se puede inhibir con niveles altos de desinfectantes, antibióticos, amonio, materia orgánica, etc., aunque esto es raro.
La digestión anaerobia no elimina nitrógeno. Por tanto, en aquellos casos en los que no se disponga de terreno suficiente, es necesario instalar un sistema de eliminación de nitrógeno antes o después de la digestión anaerobia, preferentemente después.