Tratamiento del digestato para plantas de digestión anaerobia y de biogás
El digestato de la digestión anaerobia contiene concentraciones elevadas de nitrógeno amoniacal y de fósforo, y darle salida como fertilizante líquido o tratarlo como agua residual supone una carga. Investigamos una tecnología que absorbe con microalgas el nitrógeno y el fósforo del digestato y los recupera como biomasa de algas.
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Fase de investigación (buscamos socios para la evaluación en laboratorio y la validación conjunta)
La bibliografía indica que el digestato es oscuro y rico en amoníaco, por lo que las algas crecen con dificultad en él sin tratamiento previo. Evaluamos ahora en laboratorio la idoneidad de cada digestato y buscamos operadores de plantas para una validación conjunta. Nuestro ámbito principal es el digestato posterior a la digestión; el proceso de digestión en sí no se modifica. También estudiamos, en fase de investigación, usar para el cultivo de algas el CO₂ que se separa al depurar el biogás y añadir las algas cultivadas a la materia prima del digestor.
Retos de este sector
Salida para el digestato
Las tierras y las épocas en que puede aplicarse como fertilizante líquido son limitadas, lo que supone una carga de almacenamiento y de transporte.
Energía y coste del tratamiento del nitrógeno
Tratar concentraciones elevadas de nitrógeno amoniacal exige energía y supone un coste.
Excedente regional de nitrógeno
En las regiones ganaderas y en otras zonas, el exceso de nitrógeno contribuye a la eutrofización de las masas de agua.
Lo que Novelgen puede ofrecer
Evaluación de idoneidad del digestato
En el laboratorio evaluamos si las algas crecen en su digestato, incluidas las condiciones de dilución y pretratamiento.
Ver detalles →Asimilación y recuperación del nitrógeno y el fósforo
Las algas asimilan el nitrógeno amoniacal en forma de aminoácidos, de modo que el nitrógeno se conserva como recurso en lugar de perderse en la atmósfera.
Ver detalles →Aprovechamiento de las algas recuperadas
También estudiamos usar las algas recuperadas como materia prima de fertilizantes, como pienso o como materia prima del digestor. El uso como pienso se decide según las normas legales y los análisis de metales pesados y otros contaminantes.
Ver detalles →Evidencia e información pública
El cultivo de microalgas en digestato y la eliminación de nutrientes de este se han analizado en revisiones de la literatura científica revisada por pares. Estas revisiones señalan que las concentraciones elevadas de amoníaco, la turbidez y el color son los principales inhibidores, que la dilución, el pretratamiento y la selección de cepas pueden atenuarlos, y que las fuentes de carbono procedentes de plantas de biogás pueden aumentar la producción de algas.
Referencias
- Xia A., Murphy J.D. Microalgal Cultivation in Treating Liquid Digestate from Biogas Systems. Trends in Biotechnology, 2016, 34(4), 264–275. doi:10.1016/j.tibtech.2015.12.010
- Al-Mallahi J., Ishii K. Attempts to alleviate inhibitory factors of anaerobic digestate for enhanced microalgae cultivation and nutrients removal: A review. Journal of Environmental Management, 2022, 304, 114266. doi:10.1016/j.jenvman.2021.114266
- Chong C.C., et al. Anaerobic digestate as a low-cost nutrient source for sustainable microalgae cultivation: A way forward through waste valorization approach. Science of the Total Environment, 2021, 803, 150070. doi:10.1016/j.scitotenv.2021.150070
- Stiles W.A.V., et al. Using microalgae in the circular economy to valorise anaerobic digestate: challenges and opportunities. Bioresource Technology, 2018, 267, 732–742. doi:10.1016/j.biortech.2018.07.100
De la prueba de concepto (PoC) a la implantación
- STEP 1
Reunión inicial
Nos informamos sobre la materia prima de la digestión, el caudal tratado y cómo se gestiona actualmente el digestato y a qué coste.
- STEP 2
Evaluación de idoneidad en laboratorio
Con una muestra de digestato confirmamos el crecimiento de las algas y la absorción de nitrógeno y fósforo.
- STEP 3
Condiciones de pretratamiento y dilución
Cuando es necesario, estudiamos la dilución y el pretratamiento y cultivamos a pequeña escala.
- STEP 4
Plan de validación
Planificamos un piloto in situ que incluye el aprovechamiento de las algas recuperadas.
Qué conviene preparar
- Una muestra de digestato
- Datos de análisis (nitrógeno amoniacal, nitrógeno total, fósforo total, DQO, sólidos en suspensión, color, pH, etc.)
- Materia prima del digestor (residuos de alimentos, estiércol y purines, fangos de depuradora, etc.)
- Volumen de digestato y método y coste actuales de eliminación
- Superficie disponible y existencia de calor residual
Preguntas frecuentes
- ¿Puede tratarse el digestato tal cual?
- En general, el digestato tiene un contenido elevado de amoníaco y turbidez, y se considera necesaria la dilución o un pretratamiento. Las condiciones difieren según el digestato, por lo que se determinan mediante la evaluación de muestras.
- ¿Tienen experiencia previa?
- Actualmente estamos en fase de investigación. Aceptamos validaciones conjuntas que parten de la evaluación de idoneidad en laboratorio.
- ¿Afectará a la producción de biogás?
- Nuestro ámbito principal es el tratamiento del digestato posterior a la digestión; el proceso de digestión en sí no se modifica. También estudiamos, en fase de investigación, añadir las algas cultivadas a la materia prima del digestor, incluidos el pretratamiento y las proporciones de mezcla, pero aún no hemos evaluado su efecto en la producción de gas.
- ¿Qué ocurre con las algas recuperadas?
- Estudiamos convertirlas en materia prima de fertilizantes, en pienso o en materia prima del digestor. El uso como pienso de las algas cultivadas en digestato se decide según las normas de la ley japonesa de seguridad de los piensos y los análisis de metales pesados y otros contaminantes. El uso como fertilizante se ajusta a la ley japonesa de calidad de los fertilizantes.
- ¿Pueden aprovecharse el calor residual o el CO₂ de la planta?
- La bibliografía indica que el calor residual puede servir para regular la temperatura del cultivo y que las fuentes de carbono de las plantas de biogás pueden favorecer la producción de algas. Lo evaluamos según las condiciones de su instalación, incluida una configuración en la que las algas absorben el CO₂ separado durante la depuración del biogás.
Nota: esta página es un resumen basado en información pública. Los detalles técnicos, como las cepas, las condiciones de cultivo y los datos de ensayos concretos, se facilitan una vez firmado un acuerdo de confidencialidad (NDA).
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