Abatement of siloxanes in sewage biogas: coupling adsorption and biological treatments

Abstract

The anaerobic digestion of organic matter causes the formation of biogas that can be used in energy conversion systems for the production of electricity and heat, injection into the gas grid or as a fuel. However, biogas includes a wide range of trace contaminants, from which siloxanes are the most harmful since, during biogas combustion reactions, they promote serious damage to energy conversion units. The most commonly used technology to reduce their concentration in biogas is adsorption into activated carbon. Despite the high efficiency in the elimination of siloxane, the frequent replacement of exhausted activated carbon increases the operating costs of the technology. In this thesis, different types of activated carbon both commercial and experimental from the valorization of waste have been evaluated. Moreover, biological technologies have also been applied such as biotrickling filtration and membrane bioreactors, with the objective of increasing the sustainability in the purification of biogas.

La digestió anaeròbica de matèria orgànica provoca la formació de biogàs que es pot utilitzar en sistemes de conversió energètica per produir electricitat i calor, injecció a la xarxa de gas o com a combustible. No obstant, el biogàs comprèn un ampli ventall de contaminants traça, dels quals els siloxans en són els més nocius ja que promouen danys a les unitats de conversió energètica. La tecnologia més utilitzada per reduir la seva concentració en biogàs és l'adsorció en carbó activat. Tot i l’alta eficiència en la eliminació de siloxans, el reemplaçament freqüent del carbó activat esgotat augmenta els costos de la tecnologia. En aquest treball s’han avaluat diferents tipus de carbons activats tan comercials com experimentals provinents de l’aprofitament de residus. També s’han aplicat tecnologies biològiques com seria el cas de biofiltres percoladors de gasos i bioreactors de membranes, amb l’objectiu d’augmentar la sostenibilitat en la purificació del biogàs