Diseño de una planta de producción de biomasa microalgal con efluente de EDAR

Diseño de una planta de producción de biomasa microalgal con efluente de EDAR

24/09/2018

Diseño de una planta de producción de biomasa microalgal con efluente de EDAR


RESUMEN
 
El objetivo principal del presente proyecto reside en el diseño de un biorreactor tipo “Raceway Pond”, también llamados “HRAP” para la producción de biomasa microalgal. Las palabras “raceway pond” se traducen al castellano como estanque en forma de canalización. Las siglas “HRAP” hacen referencia a las palabras anglosajonas “high rate algae pond”, traducido al castellano como estanque de producción masiva de algas. 
 
En concreto la especie que se va a cultivar es la Chlorella kessleri, utilizando como medio de cultivo una fracción del caudal efluente de la EDAR (estación depuradora de aguas residuales) Las Galeras perteneciente al municipio de El Puerto de Santa María (Cádiz).
 
La planta tendrá una capacidad de producción de 100 toneladas anules de biomasa algal, tratando un caudal de entrada de agua residual procedente del tratamiento secundario de la EDAR.
 
La secuencia de operaciones está compuesta por una unidad de producción de biomasa y una zona de separación encargada de separar la biomasa de microalgas producida del medio de cultivo acuoso.
 
La etapa de reacción está compuesta por dieciocho reactores “raceway” homólogos que trabajan con en paralelo. Esta distribución se debe al elevado volumen de reactor necesario para alcanzar dicha producción, que hace necesario repartir dicho volumen en varios reactores idénticos. 
 
El efluente de los reactores que contiene el cultivo de microalgas pasa posteriormente por un tren de separación donde se separara la biomasa microalgal producida, del agua del medio de cultivo. Este paso se compone de las siguientes operaciones; un proceso de coagulaciónfloculación donde se forman partículas de mayor tamaño para favorecer la eficacia de las unidades posteriores, un sistema de flotación por aire disuelto y una operación de concentración por centrifugado que concentran la cantidad de biomasa. 
 
Además de las operaciones citadas con anterioridad, se diseña el sistema de conducciones y de impulsión de fluidos que desplaza el cultivo por las distintas operaciones.
 
El producto final obtenido, la microalga Chlorella, contiene una alta proporción de proteína y otros nutrientes esenciales para el ser humano; su peso en seco contiene en torno a un 45% de proteína, un 20% grasa, un 20% carbohidratos, un 5% fibra, un 10% minerales y vitaminas. Esto hace que la microalga posea cierto atractivo como alimento altamente nutritivo. 
 
Por otra parte, algunos estudios han demostrado que la administración de chlorella podría tener efectos antitumorales y de control de la hipertensión. También existe potencial para la producción industrial de biocombustible líquido a partir de la especie Chlorella.
 
Existen estudios en los que se ha extraído una gran cantidad de aceite de cultivos de esta microalga que posteriormente fue transformado por transesterificación en biodiesel.
 
Destacar del proyecto que además de producir la cantidad de biomasa algal a bajos precios, teniendo en cuenta que el medio de cultivo procede íntegramente del efluente de la estación depuradora, el caudal de desecho de la planta cumplirá con los valores de vertido estipulados en la Directiva 91/271/CEE. Esta directiva establece valores máximos de 10 mg/l de nitrógeno y 1 mg/l de fósforo. 
 
 
PROYECTO FIN DE CARRERA
 
Título: Diseño de una planta de producción de biomasa con microalgas
Fecha publicación: 2017
Formato: PDF 
Peso: 12 MB 
 

NOTA: Este trabajo fin de carrera, es de libre acceso y esta disponible en un repositorio de la Universidad de Cádiz, AGUASRESIDUALES.INFO solo recomienda el acceso a la misma, no aloja el documento en sus servidores. 
 
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