De aguas negras y residuos biológicos a energías limpias

El centro tecnológico CARTIF ha realizado un estudio que demuestra cómo mejorar la producción de biogás limpio a partir de aguas negras y desechos biológicos mediante contactores de membrana. El trabajo se ha realizado en el contexto del proyecto europeo HOUSEFUL, y puede ayudar a que el sector de la construcción sea más circular y sostenible. Todos los detalles sobre los resultados del estudio están disponibles en esta publicación (consúltala aquí en inglés)

‘La mejora del biogás significa que una tecnología económica como los contactores de membrana podría realmente ayudar a la economía circular en el sector de la construcción al gestionar los vectores de agua y energía de forma combinada. Por eso, traemos los contactores de membrana al proyecto HOUSEFUL, para obtener biometano de un nuevo recurso como aguas negras de los inquilinos para su uso en inyección a red, µCHP o combustión de caldera’, afirma Juan Castro, investigador de CARTIF.

La investigación ha tenido como objetivo encontrar condiciones operativas óptimas para maximizar la separación de los dos componentes principales del biogás, metano y dióxido de carbono, utilizando contactores de membrana. Este trabajo también ha evaluado el impacto de diferentes disolventes (agua desionizada, hidróxido de sodio y cloruro de sodio) en la recuperación de metano y el efecto de múltiples ciclos de disolventes en comparación con la operación de una sola etapa.

Más específicamente, en este estudio se ha analizado el comportamiento de los contactores de membrana de fibra hueca microporosa para la mejora del biogás en diferentes condiciones operativas. Inicialmente, se han utilizado disolventes físicos, como agua desionizada y solución de cloruro de sodio. En estos casos, la absorción de dióxido de carbono dependía del flujo de la fase líquida.

Posteriormente se utilizó hidróxido de sodio como absorbente químico para comparar los resultados. En este caso, el aumento de la velocidad del gas dio lugar a una mayor transferencia de masa del CO2. Este efecto se asoció al aumento de los iones de hidróxido disponibles en el disolvente. En condiciones óptimas, con dos contactores de membrana en serie, fue posible obtener una corriente de gas con más del 99% de metano puro utilizando agua desionizada como disolvente. Los mismos rendimientos se obtuvieron con NaOH como disolvente, pero en este caso, trabajando con un solo módulo de membranas, es decir, reduciendo a la mitad la superficie disponible para la difusión de las moléculas. Con una relación constante entre el flujo del líquido y el del gas, se observó un mejor comportamiento de separación a presiones superiores a los 2,0 bar. Cuando se trata de la reutilización del disolvente sin regeneración, el NaOH es el único absorbente que permite un elevado número de ciclos de recirculación.