Upload
na-bolom
View
3.998
Download
5
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Propuesta de la empresa Agua y Vida para la contrucción de una planta de tratamiento de aguas generadora de energía en San Cristóbal de las Casas
Citation preview
2008
SAN CRISTOBAL DE LAS
CASAS CON ENERGIA
Biodigestores [SAN CRISTOBAL DE LAS CASAS CON ENERGIA]
Agua & Vida. S.A. de C.V.
| Corporativo Punta Santa Fe Prol. Paseo de La Reforma 1015-B 301
Desarrollo Santa Fe 05109 México D.F.
2
San Cristóbal de las Casas con
Energía
A través de biodigestores
Biodigestores [SAN CRISTOBAL DE LAS CASAS CON ENERGIA]
Agua & Vida. S.A. de C.V.
| Corporativo Punta Santa Fe Prol. Paseo de La Reforma 1015-B 301
Desarrollo Santa Fe 05109 México D.F.
3
PR
OY
EC
TO
TÉ
CN
ICO
Y F
INA
NC
IER
O
Dependencia: Obras Públicas
Programa: Aguas residuales por Energía
Proyecto :
CONSTRUCCIÓN DE PLANTAS DE TRATAMIENTO
DE AGUAS RESIDUALES MIENTRAS SE GENERA
ENERGÍA POR MEDIO DE BIODIGESTORES.
Unidad de medida: Biodigestor de 50 lt/seg
Habitantes beneficiados: 192,000 Habitantes
Presupuesto total: $9,600,000 USD (+IVA)
Capacidad instalada: 300 lts/seg
Estructura Financiera: 85% Banca Privada y 15% Estatal
Modalidad de Ejecución: Contrato de obra
Avance físico programado
Al 31 de Diciembre de 2008: Según inicio de obra
Biodigestores [SAN CRISTOBAL DE LAS CASAS CON ENERGIA]
Agua & Vida. S.A. de C.V.
| Corporativo Punta Santa Fe Prol. Paseo de La Reforma 1015-B 301
Desarrollo Santa Fe 05109 México D.F.
4
1. DEL PROYECTO
Construcción de plantas de tratamiento de aguas residuales a
norma 1 por medio de Biodigestores anaerobios que producen Bio-
Gas y con ello energía eléctrica.
2. CONTRATISTAS
Agua & Vida S.A. de C.V. Somos expertos en la recuperación de
Energía a partir de aguas residuales por la producción de Bio-Gas y de
Energía eléctrica.
3. META DEL PROYECTO
Construir una planta de tratamiento de aguas residuales y producción
de energía eléctrica en la ciudad de San Cristóbal de las Casas que
procesen un total de 600 lts/seg; de esta manera mientras se tratan
las aguas residuales almacenamos el Bio-Gas y que sirve de
combustible para los generadores de Energía eléctrica.
Biodigestores [SAN CRISTOBAL DE LAS CASAS CON ENERGIA]
Agua & Vida. S.A. de C.V.
| Corporativo Punta Santa Fe Prol. Paseo de La Reforma 1015-B 301
Desarrollo Santa Fe 05109 México D.F.
5
DE
SC
RIP
CIÓ
N
DE
L
PR
OY
EC
TO
El proyecto incorpora el desarrollo tecnológico patentado por nosotros
para la generación de Energía eléctrica teniendo como fuente principal
aguas residuales.
Un digestor de desechos orgánicos o Biodigestor es, en su forma más
simple, un contenedor cerrado, hermético e impermeable (llamado
reactor), dentro del cual se deposita Las aguas residuales.
El fenómeno de biodigestión ocurre porque existe un grupo de
microorganismos bacterianos anaeróbicos presentes en el material
fecal que, al actuar sobre los desechos orgánicos que contienen las
aguas residuales, producen una mezcla de gases con alto contenido
de metano (CH4) llamada biogás, sumamente eficiente si se emplea
como combustible. Como resultado de este proceso genera residuos
con un alto grado de concentración de nutrientes y materia orgánica
(ideales como fertilizantes) que pueden ser aplicados frescos, pues el
tratamiento anaerobio elimina los malos olores y la proliferación de
moscas.
Se debe controlar ciertas condiciones pH, presión y temperatura a fin
de que se pueda obtener un óptimo rendimiento.
De acuerdo a las características de las aguas residuales se propone el
siguiente sistema de biodigestión para la producción de biogás, para
posteriormente generar energía eléctrica.
Estamos considerando de base, un sistema completo del cual se
puede desprender un esquema particular para el proyecto.
Biodigestores [SAN CRISTOBAL DE LAS CASAS CON ENERGIA]
Agua & Vida. S.A. de C.V.
| Corporativo Punta Santa Fe Prol. Paseo de La Reforma 1015-B 301
Desarrollo Santa Fe 05109 México D.F.
6
TE
CN
OL
OG
ÍA, D
ES
AR
RO
LL
O D
EL
PR
OC
ES
O
A continuación se da la explicación breve del desarrollo del proceso y
las ventajas y/o beneficios que se tienen con la producción de esta
energía:
Explicación del proceso
propuesto de acuerdo al
esquema a un proyecto MDL:
El proceso sugerido cumple con lo siguiente:
1.-Es acorde con las Metodologías AM0016, AM-IIID, AMS I-D, AMS
III-H para que primeramente cumpla con requisitos de reclamo de
bonos de carbono y el proyecto sea susceptible de cumplir con lo que
pide el IPCC (Panel Intergubernamental de Cambio Climático para
proyectos con actividades en escala pequeña de la ONU-MDL
Protocolo de Kyoto).
2.-NRCS-365, y 359 ( Natural Resources Conservation Service,
conservation practice standard,) Anaerobic Digester-ambient
temperature y waste treatment lagoon, que son referente para la
construcción de Biodigestores anaerobios .
Biodigestores [SAN CRISTOBAL DE LAS CASAS CON ENERGIA]
Agua & Vida. S.A. de C.V.
| Corporativo Punta Santa Fe Prol. Paseo de La Reforma 1015-B 301
Desarrollo Santa Fe 05109 México D.F.
7
3.-Establecen las bases para cumplir con las normatividad mexicana
de descarga de aguas NOM-001 SEMARNAT 1996, ya que al
Biodigestor se le añade un tren de pulido de agua para cumplir con la
norma. El Biodigestor en si disminuye la carga contaminante del
afluente en un 80%. Pero está diseñado para que con un sistema
sencillo se pueda cumplir la norma.
4.-Los sistema de gases se diseñan para cumplir con al NOM-085
Semarnat-1994 y evitar contaminar el aire con los demás gases
asociados al metano, si bien hacemos un bien al quemar el metano
que es 21 veces mas efecto invernadero que el CO2, los gases
asociados pueden ser un problema.
5.-El sistema cumplirá con estándares internacionales en el Manejo de
los residuos sólidos de las granja (AWS) acorde 2006 IPCC
GUIDELINES FOR NATIONAL GREENHOUSE GAS INVENTORIES,
EMISSION LIVESTOCK AND MANURE MANAGEMENT,
INTERGOVERNMENTAL PANEL ON CLIMATE CHANGE.
Biodigestores [SAN CRISTOBAL DE LAS CASAS CON ENERGIA]
Agua & Vida. S.A. de C.V.
| Corporativo Punta Santa Fe Prol. Paseo de La Reforma 1015-B 301
Desarrollo Santa Fe 05109 México D.F.
8
TE
CN
OL
OG
ÍA, D
ES
CR
IPC
IÓN
DE
L P
RO
CE
SO
El proceso de manera general, se compone de un Biodigestor a donde
llegan las aguas negras, aquí se generan dos corrientes principales:
Una de gas que se envía al sistema de manejo de gases para su
limpieza y contabilización en el medidor termal y de ahí se envía al
quemador o al moto generador, de este podemos obtener calor y
energía, el calor puede ser usado para calentar el Biodigestor y la
energía aprovechada internamente o ser porteada para que se use
donde la necesite, aplican las restricciones de la CFE.
La segunda corriente es del agua que sale del Biodigestor que puede
ya ser usada como recomendación en cultivos de talle largo, o tratada
para cumplir con la norma y usarse nuevamente.
Los lodos, que son mínimos, que se recuperaran del Biodigestor cada
3 o 4 años pueden ser usados como mejorador de suelo o fertilizante,
o ser dispuestos en campo a reforestar por que van generando una
capa orgánica en el piso.
Biodigestores [SAN CRISTOBAL DE LAS CASAS CON ENERGIA]
Agua & Vida. S.A. de C.V.
| Corporativo Punta Santa Fe Prol. Paseo de La Reforma 1015-B 301
Desarrollo Santa Fe 05109 México D.F.
9
TE
CN
OL
OG
ÍA, D
ES
CR
IPC
IÓN
DE
LA
S U
NID
AD
ES
1. Biodigestor: El Biodigestor que es un reactor en forma de laguna forrada. Cubriría un área de 7,200 m2, la profundidad la estimaríamos al hacer la ingeniería básica. Para una mayor optimización en las reacciones químicas de las bacterias anaeróbicas se apoya con los siguientes sistemas: de agitación, extracción de lodos, calentamiento y colección de biogás. Se considera un volumen de reacción de acuerdo a un reactor cstr.
Sistema de Agitación: Por medio de tubería de PVC hidráulico,
ubicada estratégicamente se provoca turbulencia en todos los
espacios de la fosa. Estos arreglos se conectan en un cabezal con
bomba, para controlar la succión-expulsión del efluente.
Biodigestores [SAN CRISTOBAL DE LAS CASAS CON ENERGIA]
Agua & Vida. S.A. de C.V.
| Corporativo Punta Santa Fe Prol. Paseo de La Reforma 1015-B 301
Desarrollo Santa Fe 05109 México D.F.
10
Sistema de extracción de lodos: Es un arreglo de tubería de PVC
hidráulico que se conecta a dos de los arreglos del sistema de
agitación, va al fondo del Biodigestor prácticamente por todo el ancho
de mismo. La función de este sistema, y como su nombre lo dice,
retira los sólidos sedimentados del Biodigestor.
Sistema de calentamiento: Por condiciones de reacción, se debe
mantener una temperatura apta para la producción de biogás, se tiene
registro que en el sitio las pueden llegar a ser temperatura bajas, es
por eso que se recomienda inyectar calor al sistema, por medio de un
arreglo de tubería de acero inoxidable, que se ubica en las paredes
laterales del Biodigestor.
A la salida del Biodigestor se conectan los tubos de acero con otros
de PVC hidráulico, los cuales conducen un circuito de agua limpia que
llega a un tanque de recepción, para de ahí pasar a la chaqueta del
quemador de 24” y aprovechando el calor que emana este, calentarla.
Esta línea de agua caliente se une a una extensión de agua que se
Biodigestores [SAN CRISTOBAL DE LAS CASAS CON ENERGIA]
Agua & Vida. S.A. de C.V.
| Corporativo Punta Santa Fe Prol. Paseo de La Reforma 1015-B 301
Desarrollo Santa Fe 05109 México D.F.
11
puede calentar en un intercambiador de calor adaptado al radiador del
moto-generador.
Sistema de colección de biogás: Este sistema esta por todo el
perímetro superior del Biodigestor se coloca una tubería perforada de
polietileno de alta densidad, como línea conductora del biogás hacia la
salida del Biodigestor, para posteriormente mandarlo al SKID y a su
combustión en el quemador y/o moto generador.
Sistema de bombeo con materia orgánica extra: Este sistema se
conecta a la tubería de entrada al digestor, es un sistema emergente
para cargar materia orgánica y tener la cantidad de DBO
prácticamente constante y la generación de energía eléctrica sea
siempre la misma. El bombeo se lleva a cabo por medio de una
arreglo de bomba con una tolva con gusano donde en la bomba se
mezcla la materia arrastrada por el gusano y con agua llevarla hacia la
tubería de entrada del digestor.
2. Sistema de manejo de Biogás (SKID):
Este sistema esta pensado como una forma de protección de los
equipos que posteriormente se utilizarán para la combustión del
biogás.
Biodigestores [SAN CRISTOBAL DE LAS CASAS CON ENERGIA]
Agua & Vida. S.A. de C.V.
| Corporativo Punta Santa Fe Prol. Paseo de La Reforma 1015-B 301
Desarrollo Santa Fe 05109 México D.F.
12
Este sistema cuenta con un medidor de presión para el gas, un turbo
soplador para el aumento de presión del mismo, un panel solar con su
batería y regulador de carga para mantener funcionando el medidor de
flujo, un arreglo de filtros para retirar la acidez del biogás, y por ultimo
un medidor de flujo termal para la cuantificación de gas, este ultimo
pieza clave si se quiere reclamar los bonos de carbono que se
produzcan durante la vida del proyecto.
Medidor Termal y Sistema de Manejo de Gases.
Nuestro Sistema de Manejo de Gases
Material: Todo en acero inoxidable 304
Soplador regenerativo anti explosión, aplicación biogás. Este soplador jala el gas del digestor para quemarlo o combustionarlo, es especial por que ante un taponamiento no se atasca
Sistema de medición : Tipo termal de acuerdo a las ultimas
Biodigestores [SAN CRISTOBAL DE LAS CASAS CON ENERGIA]
Agua & Vida. S.A. de C.V.
| Corporativo Punta Santa Fe Prol. Paseo de La Reforma 1015-B 301
Desarrollo Santa Fe 05109 México D.F.
13
recomendaciones de la ONU para proyectos MDL, alta confiabilidad, registro electrónico de datos: flujo y temperatura para mejor control de calidad del digestor y evidencia en proyectos MDL, se alimenta con una Celda Sola, vida útil de 15 a 20 años:
Cuenta con un sistema de filtrado del biogás que mejora las condiciones del gas tanto para se quemado o combustionado, si es quemado para cumplir con la norma 085 Ecol de emisiones, el sistema cuenta con filtros de hierro esponja y catalizador que permiten retirar el acido sulfhídrico a niveles menores a 3000 ppm para que en caso de ser quemado no se produzcan SOx contaminantes y si es combustionado en un moto generador ya lleve una protección el biogás que entre vaya endulzado y alargue la vida útil del motor, este sistema además ahorra lo del filtro si se quisiera poner para un moto generador.
Sistema de monitoreo y control de la presión: cuenta con un medidor de presión para el control de la presión del medidor
Controlador Solar: se menciono que cuenta con una celda solar que almacena energía en una batería (incluida en el equipo) y el controlador solar es un aparato que acondiciona y controla la corriente al medidor termal, además que es una fuente alternativa de energía.
Sistema de separación de agua, el acero inoxidable, el sistema de empaque de fierro esponja y un sistema de purgas, ayudan a que el agua se separe del biogás, ya que este sale saturado del Biodigestor y si se quema así es probable que se generen mas NOx, por lo que el sistema de purgas moja los tanques de inox, manteniéndolos mas frescos que el medio ambiente ayudando a una separación máxima del agua en un sistema pasivo
Timers de control de tiempo y pressure switch que ayudan a controlar el encendido del soplador cada de acuerdo aun programa que se hacer al timers para quemar el gas de acuerdo a lo produce el digestor
Biodigestores [SAN CRISTOBAL DE LAS CASAS CON ENERGIA]
Agua & Vida. S.A. de C.V.
| Corporativo Punta Santa Fe Prol. Paseo de La Reforma 1015-B 301
Desarrollo Santa Fe 05109 México D.F.
14
3. Quemador de 24” con chaqueta, tipo cerrado: Equipo diseñado para una combustión completa de metano contenido
en el biogás, con una eficiencia del 92%, esta constituido por dos
cámaras de acero inoxidable 304, recubiertas de aislante para
alcanzar la temperatura de llama adiabática y asegurar la destrucción
del metano y proteger al equipo de las altas temperaturas, en la
primera cámara se lleva a cabo la combustión con un sistema de
ignición el cual esta conectado a un energizador solar, se usa una
boquilla de diseño especial® para la distribución del biogás en la
cámara.
Con un sistema de inyección de aire por medio de sopladores®
aseguramos la máxima eficiencia en el quemado de biogás.
En la cámara superior se tiene por todo su cuerpo una chaqueta para
el intercambio de calor, hay casos que no tiene chaqueta para
recuperar calor pero en ambos casos se protege con cubiertas
aislantes, el fin de esta cámara es asegurarnos de quemar restos del
biogás que no se hallan quemado en la primera cámara.
Biodigestores [SAN CRISTOBAL DE LAS CASAS CON ENERGIA]
Agua & Vida. S.A. de C.V.
| Corporativo Punta Santa Fe Prol. Paseo de La Reforma 1015-B 301
Desarrollo Santa Fe 05109 México D.F.
15
¿Porqué usar un quemador cerrado?
La respuesta es por eso que el quemador ahora se rediseño para
cumplir tanto con normas mexicanas como del MDL.
Básicamente hubo un cambio muy importante y en relación a todas las
compañías que planearon sus equipos para cobrar bonos de carbono,
en un inicio los mismos requerimientos de parte del Panel
Intergubernamental de Cambio Climático (IPCC) en el seno de la ONU
por lo que podemos mencionar los siguientes puntos como referentes:
1.- Los lineamientos no eran muy claros y se dejo muchos criterios
abiertos a la interpretación.
2.-Las compañías buscaron invertir barato, es decir instalando equipos
de muy bajo costo (incluyendo el Biodigestor), únicamente para
cumplir.
3.-Los equipos que se instalaron no contemplaban cumplir con la
normatividad ambiental vigente, en este caso la de México.
4.-Lo quemadores eran del tipo abierto, una infraestructura más
económica
5.-Posteriormente las políticas de IPCC cambiaron a incentivar la
generación de energía eléctrica y/o algún uso productivo del biogás
por lo que se comenzó a poner más requerimientos estrictos para
reclamo de bonos de carbono únicamente por quema directa del
metano.
Biodigestores [SAN CRISTOBAL DE LAS CASAS CON ENERGIA]
Agua & Vida. S.A. de C.V.
| Corporativo Punta Santa Fe Prol. Paseo de La Reforma 1015-B 301
Desarrollo Santa Fe 05109 México D.F.
16
Quemador Cerrado
Material: Acero Inox 304,
Cumple con la normatividad ambiental Mexicana 085 Semarnat 1997
Cámara adiabática que alcanza los 1100°C durante la quema del biogás, con lo que se garantiza su destrucción
Tiene un sistema para inyección de aire auxiliar para la combustión y mantener la eficiencia y absorber variaciones por cambios en flujo y composición.
Sistema de Ignición de doble chispa
Doble cámara de combustión la primaria adiabática y una secundaria para asegurar la correcta quema del gas
Puertos de Muestreo para conocer exactamente la composición de gases de combustión
Medición y registro de temperatura
Sistema de control de tiempo para sistema de inyección de aire.
Biodigestores [SAN CRISTOBAL DE LAS CASAS CON ENERGIA]
Agua & Vida. S.A. de C.V.
| Corporativo Punta Santa Fe Prol. Paseo de La Reforma 1015-B 301
Desarrollo Santa Fe 05109 México D.F.
17
De acuerdo a todo lo que hemos discutido en esta parte el quemador
esta echo para cumplir con los requerimientos para cumplir normas
ambientales.
4. Línea de conducción de biogás:
Es el arreglo de tubería de PVC hidráulico la cual se identifica de color
amarillo, su longitud debe ser por lo menos de 20 m para conectar
hasta el quemador. En este caso se hace otro arreglo para mandar
biogás hacia el motor del generador de energía eléctrica. La línea
cuenta con varias purgas o trampas de agua.
Esquema de Sistema Biodigestor-Quemador, alcance de la primera parte de la
cotización
Biodigestores [SAN CRISTOBAL DE LAS CASAS CON ENERGIA]
Agua & Vida. S.A. de C.V.
| Corporativo Punta Santa Fe Prol. Paseo de La Reforma 1015-B 301
Desarrollo Santa Fe 05109 México D.F.
18
5. Cuarto para los Moto generadores:
Los equipos necesitan un resguardo ante las inclemencias normales
del lugar, de igual manera todos los sistemas de control, por lo que se
propone la construcción de un cuarto con la ventilación y luz
apropiadas.
6. Sistema de generación de Energía Eléctrica (Moto generadores):
Este sistema abarca los sistemas periféricos con los cuales se hace
trabajar los motores generadores y la distribución de esta energía
hasta 100 m de distancia hacia donde lo indique el cliente.
Este moto generador esta con un recuperador de calor especial para
usarlo con los gases de escape del motor, tablero electrónico y un
software para recolectar sus datos en PC y llevar un control mas
preciso del moto generador.
Biodigestores [SAN CRISTOBAL DE LAS CASAS CON ENERGIA]
Agua & Vida. S.A. de C.V.
| Corporativo Punta Santa Fe Prol. Paseo de La Reforma 1015-B 301
Desarrollo Santa Fe 05109 México D.F.
19
TE
CN
OL
OG
ÍA,
BE
NE
FIC
IOS
Beneficios que tienen el
trabajar con un sistema de
biodigestión y de generación de
energía eléctrica:
El manejo del biogás producido en su planta tiene los siguientes
beneficios:
Mejor manejo de sus residuos orgánicos.
Bajo el punto de vista ecológico; se elimina una fuente activa de producción de gases de efectos invernadero, evitando el calentamiento global del planeta.
Económicamente hablando; al tener la planta un suministro de fuente de energía propia, tiene también un ahorro en el pago periódico de su consumo de energía eléctrica.
Vuelve su planta autosustentable.
EL Panel Intergubernamental de Cambio Climático facilita mejor los procesos de producción de energía eléctrica que los procesos de simple quema.
Biodigestores [SAN CRISTOBAL DE LAS CASAS CON ENERGIA]
Agua & Vida. S.A. de C.V.
| Corporativo Punta Santa Fe Prol. Paseo de La Reforma 1015-B 301
Desarrollo Santa Fe 05109 México D.F.
20
Producción de Biogás en la Plata Tratadora de
agua y residuos orgánicos con captura de
biogás.
A partir de la actividad anaerobia llevada a cabo dentro del Biodigestor
y en función de la cantidad de SSV y materia orgánica presente como
sustrato y considerando la recirculación de lodos. Se estima que la
Planta puede llegar a Generar una producción de biogás de hasta
90,000.00 m3/día, a partir de un caudal diario aproximado de hasta
115lps contenidos en un volumen de 10,000 m3 de agua residual a
tratar. (Datos aproximados se necesita un análisis detallado del agua
residual para dar cifras exactas)
Esta cantidad de biogás es suficiente para satisfacer la alimentación
de hasta 144 moto generadores de 60 kw, como potencial estimado.
Sin embargo para efectos de las necesidades de la planta se puede
instalar moto generadores de mayor capacidad. El número de moto
generadores a instalar se determina de acuerdo al resultado de los
estudios de ingeniería.
Biodigestores [SAN CRISTOBAL DE LAS CASAS CON ENERGIA]
Agua & Vida. S.A. de C.V.
| Corporativo Punta Santa Fe Prol. Paseo de La Reforma 1015-B 301
Desarrollo Santa Fe 05109 México D.F.
21
TE
CN
OL
OG
ÍA, C
OG
EN
ER
AC
IÓN
Y
PR
OD
UC
CIÓ
N D
E E
NE
RG
ÍA
Sistema de Cogeneración y Producción de
Energía Eléctrica.
El Biogás antes de ser utilizado como combustible, debe de ser
tratado para eliminar trazas de ácido sulfhídrico, presente en el
biogás. Mismo que es altamente corrosivo.
Composición del Biogás
Gases Porcentaje (%)
Metano (CH4) 55-75
Dióxido de Carbono (CO2) 25 -45
Nitrógeno molecular (N2) 0-0.3
Hidrógeno Molecular (H2) 1-5
Sulfuro de Hidrógeno (SH2) 0-3
Oxígeno Molecular (O2) 0.1-0.5
Vapor de Agua Trazas
Biodigestores [SAN CRISTOBAL DE LAS CASAS CON ENERGIA]
Agua & Vida. S.A. de C.V.
| Corporativo Punta Santa Fe Prol. Paseo de La Reforma 1015-B 301
Desarrollo Santa Fe 05109 México D.F.
22
Composición de Biogás en porcentaje.
Otra sustancia que debe ser retirada es el Sulfuro de Hidrógeno; Este
compuesto debe ser eliminado no solo por características letales (gas
altamente venenoso), sino que acelera el fenómeno de oxidación
debido a la combinación con vapor de agua formando ácido,
envejeciendo instalaciones de acero, o piezas de los motores, esto
son eliminados por medio de una filtración.
Purificación del Biogás:
Como el biogás contiene un 30% a 40 % de CO2 y pequeñas
cantidades de H2S y otras sustancias dañinas, es natural estudiar la
posibilidad de purificar el biogás, afín de eliminar los componentes
inútiles o tóxicos. Sabiendo los efectos corrosivos del H2S en los
motores. La eliminación del sulfuro de hidrogeno, H2S se lleva a cabo
por el sistema de manejo de gases. Todos los usuarios del biogás en
motores de combustión afirman la necesidad de limpiar el sulfuro de
hidrogeno, H2S, del gas antes de utilizarlo.
El biogás en motores.
Esta experiencia muestra que el biogás es más eficiente para
mantener la potencia de los motores que cualquier otro tipo de
combustible sucedáneo, gaseoso o no.
Biodigestores [SAN CRISTOBAL DE LAS CASAS CON ENERGIA]
Agua & Vida. S.A. de C.V.
| Corporativo Punta Santa Fe Prol. Paseo de La Reforma 1015-B 301
Desarrollo Santa Fe 05109 México D.F.
23
Por lo tanto, no hay razones para preocuparse por el hecho de que el
CO2 del biogás, al reemplazar al aire puro en el cilindro de un motor,
puede provocar una merma en la potencia nominal. 1(1. Introducción a la tecnología
de la digestión anaerobia, Secretaria de Agricultura, ganadera, desarrollo rural, pesca y alimentación; Firco., 2007.)
Vertientes de aprovechamiento para la energía
a partir del Biogás como combustible.
Necesidades de calefacción y electricidad pueden suplir con el uso de
Biogás, además de ser una manera racional de utilizar los residuos
orgánicos y evitar enviar gas metano a la atmósfera.
Biodigestores [SAN CRISTOBAL DE LAS CASAS CON ENERGIA]
Agua & Vida. S.A. de C.V.
| Corporativo Punta Santa Fe Prol. Paseo de La Reforma 1015-B 301
Desarrollo Santa Fe 05109 México D.F.
24
FL
UJO
DE
L P
RO
CE
SO
DE
PR
OD
UC
CIÓ
N
El flujo del proceso de producción del proyecto se ajusta una vez
destinado el recurso económico, y se organiza la compra de los
materiales en función de la fecha de arranque del proyecto así
como de la entrega de equipos. Para dar una idea del tiempo
destinado a los avances de obra y ejecución de la construcción se
muestra la siguiente tabla calendario que contempla tiempos de
ejecución.
ETAPA OBJETIVO
Tiempo
Estimado
1ERA
Construcción y
Adaptación de las fosas,
compactación, afine de
talud, zanjas etc.
15 días
1ERA
Recubrimiento con linner
a fosa del Biodigestor
Anaerobio cobertura y
recubrimiento
20 días
1ERA Instalación de Tubería
de extracción de lodos 28 días
1ERA Instalación de Tubería
de agitación 28 días
1ERA Cabezal para agitación y
recirculación 8 días
Biodigestores [SAN CRISTOBAL DE LAS CASAS CON ENERGIA]
Agua & Vida. S.A. de C.V.
| Corporativo Punta Santa Fe Prol. Paseo de La Reforma 1015-B 301
Desarrollo Santa Fe 05109 México D.F.
25
ETAPA OBJETIVO
Tiempo
Estimado
2DA Instalación de Sistema de
Recirculación de lodos 15 días
2DA Sistema de cogeneración. 12 días
ETAPA OBJETIVO Tiempo
Estimado
3RA Quemador 3 días
3RA BGHS 3 días
Biodigestores [SAN CRISTOBAL DE LAS CASAS CON ENERGIA]
Agua & Vida. S.A. de C.V.
| Corporativo Punta Santa Fe Prol. Paseo de La Reforma 1015-B 301
Desarrollo Santa Fe 05109 México D.F.
26
3RA Estabilización del
Sistema
Se ejecuta
desde que al
Biodigestor
anaerobio se
le coloca la
cobertura. Y
termina hasta
la entrega de
la obra.
Estabilización
incluida
Biodigestores [SAN CRISTOBAL DE LAS CASAS CON ENERGIA]
Agua & Vida. S.A. de C.V.
| Corporativo Punta Santa Fe Prol. Paseo de La Reforma 1015-B 301
Desarrollo Santa Fe 05109 México D.F.
27
TIE
MP
O A
PR
OX
IMA
DO
DE
OB
RA
Tiempo Aproximado en la entrega de la obra: 8
meses y medio aproximadamente.
*NOTA: Esto depende de la magnitud del
proyecto y de los resultados del estudio de
ingeniería.
Biodigestores [SAN CRISTOBAL DE LAS CASAS CON ENERGIA]
Agua & Vida. S.A. de C.V.
| Corporativo Punta Santa Fe Prol. Paseo de La Reforma 1015-B 301
Desarrollo Santa Fe 05109 México D.F.
28
RE
SU
LT
AD
O E
SP
ER
AD
O
Capacidad Industrial.
Cada Biodigestor anaerobio, cuanta con una capacidad de soportar
5,000 m3 en volumen total de agua residual. Se pretende la
implementación de 6 Biodigestores anaerobios, mismos que en
conjunto soportan 90,000 m3 totales de agua residual.
Capacidad Instalada.
Este será determinado de acuerdo a los resultados obtenidos del
Estudio de Ingeniería. Para nuestros propósitos se considera que la
instalación de dichos Biodigestores se puede acercar a la
capacidad industrial.
Número de moto generadores de 60 kw que se pueden abastecer
= hasta 432. Por lo que se requerirán moto generadores de mayor
potencial de generación y alimentación.
Kva industriales = 25,995.18 con factor de eficiencia del 80%
Biodigestores [SAN CRISTOBAL DE LAS CASAS CON ENERGIA]
Agua & Vida. S.A. de C.V.
| Corporativo Punta Santa Fe Prol. Paseo de La Reforma 1015-B 301
Desarrollo Santa Fe 05109 México D.F.
29
Kw/h producidos = 15´222,789.78
Agua tratada = 347.22 lps aproximadamente.
Aportando bio-abono que puede ser vendido como mejorador de
suelo
Volumen de Operación Programado.
Los 90,000 m3 de agua residual pero este valor sigue estando
en función del estudio de Ingeniería.
Biodigestores [SAN CRISTOBAL DE LAS CASAS CON ENERGIA]
Agua & Vida. S.A. de C.V.
| Corporativo Punta Santa Fe Prol. Paseo de La Reforma 1015-B 301
Desarrollo Santa Fe 05109 México D.F.
30
RE
QU
ER
IMIE
NT
OS
D
E C
AL
IDA
D
El proceso sugerido cumple con lo siguiente:
1.-Es acorde con las Metodologías AM0016, AM-IIID, AMS I-D, AMS
III-H que primeramente cumpla con requisitos de reclamo de bonos
de carbono y el proyecto sea susceptible de cumplir con lo que pide
el IPCC (Panel Intergubernamental de Cambio Climático para
proyectos con actividades en escala pequeña de la ONU-MDL
Protocolo de Kyoto).
2.-NRCS-365, y 359 ( Natural Resources Conservation Service,
conservation practice standard,) Anaerobic Digester-ambient
temperature y waste treatment lagoon, que son referente para la
construcción de Biodigestores aerobios .
3.-Establecen las bases para cumplir con las normatividad mexicana
de descarga de aguas NOM-001 SEMARNAT 1996, NOM-002-
SEMARNAT-1996, NOM-003-SEMARNAT-1997 según aplique ya
que al Biodigestor se diseña para que trabaje en conjunto y
complementando la remoción de materia orgánica un tren de
tratamiento de agua residual convencional y cumplir con la
normatividad aplicable, el Biodigestor disminuye la carga
contaminante del efluente en un 80%, no llega a cumplir la
normatividad por si solo, sin embargo aunado a el los procesos de
tratamiento de agua residual convencionales, se puede garantizar el
cumplimiento de los parámetros obligados por la norma.
Biodigestores [SAN CRISTOBAL DE LAS CASAS CON ENERGIA]
Agua & Vida. S.A. de C.V.
| Corporativo Punta Santa Fe Prol. Paseo de La Reforma 1015-B 301
Desarrollo Santa Fe 05109 México D.F.
31
4.-Los sistema de gases se diseñan para cumplir con al NOM-085-
SEMARNAT-1994 y evitar contaminar el aire con los demás gases
asociados al metano, si bien hacemos un bien al quemar el metano
que es 21 veces mas efecto invernadero que el CO2, los gases
asociados pueden ser un problema.
5.-El sistema cumplirá con estándares internacionales en el Manejo de
los residuos sólidos acorde 2006 IPCC GUIDELINES FOR NATIONAL
GREENHOUSE GAS INVENTORIES, EMISSION LIVESTOCK AND
MANURE MANAGEMENT, INTERGOVERNMENTAL PANEL ON
CLIMATE CHANGE. Y La ley General para la Prevención y Gestión
Integral de los Residuos.
Biodigestores [SAN CRISTOBAL DE LAS CASAS CON ENERGIA]
Agua & Vida. S.A. de C.V.
| Corporativo Punta Santa Fe Prol. Paseo de La Reforma 1015-B 301
Desarrollo Santa Fe 05109 México D.F.
32
INV
ER
SIÓ
N Y
FIN
AN
CIA
MIE
TO
100%
85%
SISTEMA
FINANCIERO
15%
GOBIERNO
ESTATAL
Porcentajes por definir
(Accionistas del proyecto)
MUNICIPAL
Biodigestores [SAN CRISTOBAL DE LAS CASAS CON ENERGIA]
Agua & Vida. S.A. de C.V.
| Corporativo Punta Santa Fe Prol. Paseo de La Reforma 1015-B 301
Desarrollo Santa Fe 05109 México D.F.
33
VA
LU
AC
IÓN
EC
ON
ÓM
ICA
PREMISAS
Premisas Básicas y Consideraciones para el
Proyecto de Biodigestor
1. Se tomaron los siguientes datos de las facturas recibidas a. Demanda de potencia b. Consumo en Kw/h c. Costos unitarios por tarifa horaria
De lo anterior se determinó el consumo promedio por hora en uso horario y horarios de verano e invierno.
Para determinar la demanda futura se calculó la estacionalidad promedio mensual real de consumos.
2. El costo de la energía eléctrica futuro se determinó en base a la última factura y se incremento al 12% anual.
3. Se consideró la instalación de un Biodigestor industrial con capacidad de 300 Kw
4. La inversión del equipo en el proyecto incluye la instalación de filtros para DQO´s
Biodigestores [SAN CRISTOBAL DE LAS CASAS CON ENERGIA]
Agua & Vida. S.A. de C.V.
| Corporativo Punta Santa Fe Prol. Paseo de La Reforma 1015-B 301
Desarrollo Santa Fe 05109 México D.F.
34
Observaciones:
Los incrementos anuales de las tarifas en horario base e intermedio, durante los últimos 12 meses fue del 28.82% y 27.62% respectivamente, en el caso del horario punta; el descuento aplicable en enero de 2008 fue del 27.35%, lo que implicó un descuento sobre la tarifa inicial (marzo 07 – febrero 08) del 16.08%
Se presentan demandas y consumos muy irregulares durante los últimos 12 meses que reflejan una demanda promedio inferior a la capacidad del equipo, sin embargo, es necesario determinar las causas de estas variaciones para hacer una estimación correcta ya que el impacto de este efecto en los índices financieros del proyecto es considerable debido a que se calcula un generación excesiva y no aprovechada de casi el 30% misma que no se considera sea vendida a otra entidad o población.
Se considera el IVA como un ahorro o efecto positivo en el Proyecto ya que el pago de éste implica un gasto no recuperable para los Estados y Municipios que, al generarse la energía en la zona no se consume de la red de CFE y no se causa este cargo.
Por lo anterior, esta evaluación debe considerarse como PRELIMINAR, sujeta a la revisión y determinación de la demanda y consumo reales de cada una de las plantas.
Biodigestores [SAN CRISTOBAL DE LAS CASAS CON ENERGIA]
Agua & Vida. S.A. de C.V.
| Corporativo Punta Santa Fe Prol. Paseo de La Reforma 1015-B 301
Desarrollo Santa Fe 05109 México D.F.
35
CO
RR
IDA
FIN
AN
CIE
RA
ES INDISPENSABLE PRESENTAR
DOCUMENTACIÓN ESPECÍFICA SOBRE
CONSUMOS DE ENERGIA, ELABORAR ESTUDIO
DE AHORROS ESTIMADOS Y LA CANTIDAD DE
AGUAS RESIDUALES Y SU COMPOSICIÓN
Biodigestores [SAN CRISTOBAL DE LAS CASAS CON ENERGIA]
Agua & Vida. S.A. de C.V.
| Corporativo Punta Santa Fe Prol. Paseo de La Reforma 1015-B 301
Desarrollo Santa Fe 05109 México D.F.
36
MA
RC
O L
EG
AL
NORMAS OFICIALES MEXICANAS EN MATERIA
DE: DESCARGAS DE AGUAS RESIDUALES
NORMAS OFICIALES MEXICANAS EN MATERIA DE:
DESCARGAS DE AGUAS RESIDUALES D.O.F.
NOM-001-ECOL-1996
NOM-001-SEMARNAT-1996
LÍMITES MÁXIMOS PERMISIBLES DE CONTAMINANTES EN LAS DESCARGAS DE AGUAS RESIDUALES EN AGUAS Y BIENES NACIONALES. (ACLARACIÓN D.O.F. 30-ABRIL-1997).
06/ENE/97
NOM-002-ECOL-1996
NOM-002-SEMARNAT-1996
LÍMITES MÁXIMOS PERMISIBLES DE CONTAMINANTES EN LAS DESCARGAS DE AGUAS RESIDUALES A LOS SISTEMAS DE ALCANTARILLADO URBANO O MUNICIPAL.
03/JUN/98
NOM-003-ECOL-1997
NOM-003-SEMARNAT-1997
LÍMITES MÁXIMOS PERMISIBLES DE CONTAMINANTES PARA LAS AGUAS RESIDUALES TRATADAS QUE SE REUSEN EN SERVICIOS AL PÚBLICO.
21/SEP/98
NOM-001-SEMARNAT-1996 4. ESPECIFICACIONES
4.1 La concentración de contaminantes básicos, metales pesados y
cianuros para las descargas de aguas residuales a aguas y bienes
nacionales, no debe exceder el valor indicado como límite máximo
permisible en las Tablas 2 y 3 de esta Norma Oficial Mexicana. El
rango permisible del potencial Hidrógeno (pH) es de 5 a 10 unidades.
Biodigestores [SAN CRISTOBAL DE LAS CASAS CON ENERGIA]
Agua & Vida. S.A. de C.V.
| Corporativo Punta Santa Fe Prol. Paseo de La Reforma 1015-B 301
Desarrollo Santa Fe 05109 México D.F.
37
4.2 Para determinar la contaminación por patógenos se tomará como
indicador a los coliformes fecales. El límite máximo permisible para
las descargas de aguas residuales vertidas a aguas y bienes
nacionales, así como las descargas vertidas a suelo (uso en riego
agrícola) es de 1,000 y 2,000 como número más probable (NMP) de
coliformes fecales por cada 100 ml para el promedio mensual y diario,
respectivamente.
4.3 Para determinar la contaminación por parásitos se tomará como
indicador los huevos de helminto. El límite máximo permisible para
las descargas vertidas a suelo (uso en riego agrícola), es de un huevo
de helminto por litro para riego restringido, y de cinco huevos por litro
para riego no restringido, lo cual se llevará a cabo de acuerdo a la
técnica establecida en el anexo 1 de esta Norma.
T A B L A 2
Biodigestores [SAN CRISTOBAL DE LAS CASAS CON ENERGIA]
Agua & Vida. S.A. de C.V.
| Corporativo Punta Santa Fe Prol. Paseo de La Reforma 1015-B 301
Desarrollo Santa Fe 05109 México D.F.
38
T A B L A 3
(*) Medidos de manera total.
P.D. = Promedio Diario P.M. = Promedio Mensual N.A. = No es aplicable
(A), (B) y (C): Tipo de Cuerpo Receptor según la Ley Federal de Derechos.
Al responsable de la descarga de aguas residuales que antes de la
entrada en vigor de esta Norma Oficial Mexicana se le hayan fijado
condiciones particulares de descarga podrá optar por cumplir los
límites máximos permisibles establecidos en esta Norma, previo aviso
a la Comisión Nacional del Agua.
4.5. Los responsables de las descargas de aguas residuales vertidas
a aguas y bienes nacionales deben cumplir con la presente Norma
Oficial Mexicana de acuerdo con lo siguiente:
a) Las descargas municipales tendrán como límite las fechas de
cumplimiento establecidas en la Tabla 4. El cumplimiento es gradual y
progresivo, conforme a los rangos de población. El número de
Biodigestores [SAN CRISTOBAL DE LAS CASAS CON ENERGIA]
Agua & Vida. S.A. de C.V.
| Corporativo Punta Santa Fe Prol. Paseo de La Reforma 1015-B 301
Desarrollo Santa Fe 05109 México D.F.
39
habitantes corresponde al determinado en el XI Censo Nacional de
Población y Vivienda, correspondiente a 1990, publicado por el
Instituto Nacional de Estadística, Geografía e Informática.
b) Las descargas no municipales tendrán como plazo límite hasta las
fechas de cumplimiento establecidas en la Tabla 5. El cumplimiento
es gradual y progresivo, dependiendo de la mayor carga
contaminante, expresada como demanda bioquímica de oxígeno5
(DBO5) o sólidos suspendidos totales (SST), según las cargas del
agua residual, manifestadas en la solicitud de permiso de descarga,
presentada a la Comisión Nacional del Agua.
T A B L A 4
DESCARGAS MUNICIPALES
FECHA DE CUMPLIMIENTO A
PARTIR DE:
RANGO DE POBLACIÓN
1 de enero de 2000 mayor de 50,000 habitantes
1 de enero de 2005 de 20,001 a 50,000 habitantes
1 de enero de 2010 de 2,501 a 20,000 habitantes
Biodigestores [SAN CRISTOBAL DE LAS CASAS CON ENERGIA]
Agua & Vida. S.A. de C.V.
| Corporativo Punta Santa Fe Prol. Paseo de La Reforma 1015-B 301
Desarrollo Santa Fe 05109 México D.F.
40
4.8 El responsable de la descarga queda obligado a realizar el
monitoreo de las descargas de aguas residuales para determinar el
promedio diario y mensual. La periodicidad de análisis y reportes se
indican en la Tabla 8 para descargas de tipo municipal y en la Tabla 9
para descargas no municipales. En situaciones que justifiquen un
mayor control, como protección de fuentes de abastecimiento de agua
para consumo humano, emergencias hidroecológicas o procesos
productivos fuera de control, la Comisión Nacional del Agua podrá
modificar la periodicidad de análisis y reportes. Los registros del
monitoreo deberán mantenerse para su consulta por un período de
tres años posteriores a su realización.
T A B L A 8
RANGO DE POBLACIÓN FRECUENCIA
DE MUESTREO
Y ANÁLISIS
FRECUENCIA
DE REPORTE
mayor de 50,000
habitantes
UNO MENSUAL UNO
TRIMESTRAL
de 20,001 a 50,000 habitantes
UNO
TRIMESTRAL
UNO
SEMESTRAL
de 2,501 a 20,000 habitantes
UNO
SEMESTRAL
UNO ANUAL
Biodigestores [SAN CRISTOBAL DE LAS CASAS CON ENERGIA]
Agua & Vida. S.A. de C.V.
| Corporativo Punta Santa Fe Prol. Paseo de La Reforma 1015-B 301
Desarrollo Santa Fe 05109 México D.F.
41
T A B L A 9
DEMANDA
BIOQUÍMICA DE
OXÍGENO 5
t/d
(toneladas/día)
SÓLIDOS
SUSPENDIDOS
TOTALES
t/d
(toneladas/día)
FRECUENCIA
DE
MUESTREO Y
ANÁLISIS
FRECUENCIA
DE REPORTE
mayor de 3.0 mayor de 3.0 UNO
MENSUAL
UNO
TRIMESTRAL
de 1.2 a 3.0 de 1.2 a 3.0 UNO
TRIMESTRAL
UNO
SEMESTRAL
menor de 1.2 menor de 1.2 UNO
SEMESTRAL
UNO ANUAL