¿Qué es la biofiltración de gases?
La biofiltración es una tecnología emergente utilizada en el tratamiento de gases. Se puede usar tanto para la purificación de agua como de gases, con una amplia gases de contaminantes.
La biofiltración utiliza medios biológicos para la degradación de los contaminantes en una corriente de gas o agua. Se trata de una tecnología atractiva actualmente y es elegida en muchas ocasiones debido a su baja inversión y costes de operación, su alta eficiencia en la eliminación, su buena estabilidad operativa y su poca o nula generación de contaminantes secundarios.
En ProCycla diseñamos biofiltros para el tratamiento del biogás con un bajo consumo energético y bajo coste de mantenimiento.
¿En qué consiste la biofiltración de biogás?
El biogás contiene pequeñas cantidades de ácido sulfhídrico (H2S), que pueden variar en función del sustrato y las condiciones de operación dadas en el digestor anaerobio, siendo normal un rango de 2.000 a 10.000 ppm. Este es el principal compuesto que, dependiendo de su concentración, debe ser reducido para poder ser aprovechado sin dañar a los motores, turbinas o cogeneradores.
De forma estimada, esta reducción del H2S debería alcanzar una concentración de 200 ppm para ser empleado en estos equipos.
Existen diferentes tipos de tratamientos para eliminar o reducir el H2S, entre los cuales la biofiltración es el método más empleado en la purificación del biogás, siendo muy efectivo para concentraciones de hasta 3.000 ppm en H2S. El uso de químicos está muy limitado, por lo que los biofiltros se consideran más económicos y sostenibles que procesos de tipo físico-químicos.
La biofiltración se basa, principalmente, especies de bacterias o archaea quimiolitotróficas que transforman el H2S a azufre (S), con mínimas necesidades de nutrientes (con CO2 como fuente de carbono) y con una fácil separación del S de las bacterias.
Tipos de biofiltros de biogás
Existen tres enfoques de diseño diferentes: biofiltros, biofiltros percoladores (biotrickling filters) y biolavadores (bioscrubbers). La diferencia entre ellos es la presencia o no de un soporte, la fase móvil y el estado de la biomasa activa. La siguiente figura ilustra las diferencias existentes entre ellos.
| Reactor | Fase móvil | Soporte | Biomasa activa |
|---|---|---|---|
| Biofiltro (BF) | Gaseosa | Orgánico/Sintético | Inmovilizada |
| Biofiltro percolador (BTF) | Líquida y gaseosa | Sintético | Dispersa |
| Biolavador (BL) | Líquida y gaseosa | Ninguno | Inmovilizada |
Biofiltros (BF)
Consisten en un filtro biológico relleno de un soporte orgánico (turba, compost, tierra, etc.) cuya función es la de fijar la biomasa y servir como fuente de nutrientes.
El gas se alimenta a través del lecho y los contaminantes son absorbidos en la película líquida que se forma, siendo degradados por la biomasa. Son adecuados para tratar contaminantes de baja solubilidad en agua.
Biolavadores (bioscrubbers)
Se trata de filtros biológicos de dos etapas. En una primera, el contaminante se absorbe en agua con una torre de aspersión o una columna de absorción, y en una segunda, se trata la corriente líquida en un reactor de lodos activos. Estos sistemas son adecuados cuando el contaminante es altamente soluble en agua.
Biofiltros percoladores (biotrickling filters)
Consisten en un filtro biológico relleno de un soporte sintético en el cual se forma una biopelícula. A través del lecho se alimenta la corriente de gas con el contaminante a eliminar, y por su parte superior se añade una corriente líquida que se recircula para aportar los nutrientes esenciales a la biopelícula, mantener las condiciones de humedad y pH, además de eliminar los productos de degradación.
En este caso, la absorción y degradación de los contaminantes ocurren en el mismo equipo, a diferencia de lo que ocurre en los biolavadores, resultando por tanto los biofiltros percoladores más versátiles y atractivos como solución a implementar.