Evaluación de la remoción del sulfuro de hidrógeno en el biogás mediante el método de la aireación

Abstract

Las altas concentraciones de sulfuro de hidrógeno en el biogás son un problema asociado al uso posterior del biogás producido a través de la digestión anaeróbica. Este compuesto corroe las paredes de las tuberías, produce emisiones de olores desagradables, daña los motores y es tóxico para los seres humanos. Por ello hay que removerlo antes de usarlo. Existen varios métodos para eliminar el sulfuro de hidrógeno, divididos en métodos físico-químicos y biológicos. En este estudio se llevaron a cabo la desulfurización biológica con inyección de aire y la desulfurización química con filtro de hierro para comparar y analizar la reducción del sulfuro de hidrógeno, factibilidad y costos. Con el uso del filtro de hierro, la eficiencia de remoción (ER) alcanzó el 70 por ciento, mientras que con la inyección de aire se alcanzó una ER de casi el 100 por ciento. Con el tiempo, el rendimiento de desulfuración del filtro de hierro disminuyó hasta el 15,6 por ciento. Utilizando el método de aireación, se aplicaron tiempos de retención de aire y biogás, de 0 a 2 horas después de la inyección y de 3 a 5 horas. Se encontró una diferencia significativa de la ER, obteniendo en el rango de 0 a 2 horas el 91 por ciento de remoción, y 99 por ciento después de 3 horas de aireación. Siendo la mayor eficiencia de remoción proporcional a un mayor tiempo de retención. Se encontró que tanto el método de aireación como los filtros de hierro fueron simples de instalar. En cuanto a los costes, sin embargo, se obtuvo un mayor ahorro en la instalación del sistema de aireación. No se observaron cambios perceptibles en el pH del digestor ni en la producción de biogás. Los lodos del biorreactor obtenidos de los compartimentos de biogás, obtuvieron más contenido de azufre y sulfato que los lodos del reactor sin ningún tratamiento, lo que indica que la comunidad bacteriana estaba presente en la fase líquida y que los compuestos de azufre se mantuvieron allí

High hydrogen sulfide concentrations in biogas are a problem for further use of produced biogas through anaerobic digestion. It corrodes pipe walls, produces unpleasant odor emissions, damage engines, and is toxic to humans. There are several methods to remove hydrogen sulfide, divided in physico-chemical and biological methods. In this study, the biological desulphurization with air injection and the chemical desulphurization with iron filter were tested in order to compare and analyze hydrogen sulfide reduction, feasibility and costs. With the used of iron filter, the removal efficiency (RE) reached 70 percent, while with the injection of air RE of nearly 100 percent was reached. Over time, the desulphurization performance of the iron filter decreased to 15.6 percent. Using aeration method, air retention times of 0-2h after injection, and 3-5h were applied. A significant difference of the RE, between 0-2h with 91 percent, and 99 percent after 3h of aeration was found. Being the highest removal efficiency related to a larger retention time. It was found that aeration method was simple to set up, as much as iron filter. Regarding the costs though, it was obtained more savings carrying out the aeration system. No significant changes were observed in the biogas production or in pH of the digestate. It was used sludge from the reactor in the bags corresponding to the aeration method. Bioreactor sludge sampled from these biogas compartments, got more sulphur and sulphate content than the sludge from the reactor without any treatment, indicating that the bacteria community was present in the liquid phase and the sulphur compounds were retained there.