| Introducción | 10 |
| Capítulo 1 | 12 |
| El contexto nacional | 13 |
| Capítulo 2 | 16 |
| Fundamentos teóricos | 17 |
| 2.1 Degradación de la materia orgánica por vía anaerobia | 18 |
| 2.2 Condiciones de operación generales de los digestores anaerobios | 19 |
| 2. 3 Modelos para la estimación de producción de biogás | 20 |
| 2.3.1 Producción de biogás a partir de la DQO biodegradable removida | 20 |
| 2.3.2 Producción de biogás a partir de la reducción de sólidos volátiles | 21 |
| 2.3.2.1 Estimación de la producción de biogás con base en la reducción de SSV | 24 |
| 2.3.2.2 Estimación de la producción de gas metano generado en un reactor anaerobio mesofílico | 25 |
| 2.3.2.3 Producción de biogás a partir de un lodo generado en un clarificador primario de una planta de tratamiento de aguas residuales estabilizado en un reactor anaerobio de alta tasa | 26 |
| 2.4 Modelo propuesto | 28 |
| 2.5 Sistemas de limpieza y aprovechamiento de biogás | 34 |
| 2.6 Trenes de tratamiento para la producción y limpieza del biogás | 48 |
| 2.7 Descripción de un sistema de cogeneración | 55 |
| Capítulo 3 | 58 |
| Estudio de campo | 59 |
| 3.1 Cuantificación del potencial de energía eléctrica que pueden generar las PTAR | 62 |
| 3.2 Selección del motor para la generación de energía eléctrica | 67 |
| 3.3 Consumo medio de energía | 70 |
| 3.4 Consumo residencial (viviendas particulares) y ahorro en viviendas | 74 |
| 3.5 Estabilización aerobia de los lodos residuales | 76 |
| 3.6 Estimación de ahorros por cambio de proceso de estabilización | 77 |
| Capítulo 4 | 80 |
| Reducción de emisiones por aprovechamiento de biomasa | 81 |
| Epílogo | 87 |
| Figura 2.1 Proceso simplificado de estabilización anaerobia | 18 |
| Figura 2.2 Balance de masas sobre la producción de biogás en base a la reducción de SV | 22 |
| Figura 2.5 Esquema conceptual de la producción, tratamiento y uso de biogás (Tetra Tech) | 35 |
| Figura 2.4 Tipos de tratamiento distribuidos en las PTAR | 29 |
| Figura 2.3 Ilustración esquemática de una planta de tratamiento de aguas residuales típica con digestión anaerobia | 29 |
| Dulces Nombres | 36 |
| SAGUAPAC, 2016 | 36 |
| Figura 2.6 Quemador abierto | 36 |
| Figura 2.7 Tren de tratamiento de biogás | 38 |
| Figura 2.8 Uso del biogás en la PTAR de Ciudad Juárez | 45 |
| Figura 2.10 Etapas de tratamiento del biogás para ser utilizado en unidades de cogeneración | 48 |
| Figura 2.9 Equipos utilizados para la producción de energía en plantas de biogás | 48 |
| Figura 2.11 Tratamiento mínimo requerido para la limpieza del biogás | 49 |
| Figura 3.1 Ubicación de las PTAR visitadas | 61 |
| Tabla 1.1 Características del lodo residual según su origen | 14 |
| Tabla 2.1 Características generales del biogás | 17 |
| Tabla 2.2 Rangos de temperatura y tiempo de fermentación anaeróbica | 19 |
| Tabla 2.3 Tiempo de retención de sólidos (SRT) recomendados para reactores anaerobios de mezcla completa | 21 |
| Tabla 2.4 Destrucción de sólidos volátiles en función del tiempo de estabilización | 22 |
| Tabla 2.5 Producción de gas de varios sustratos orgánicos | 23 |
| Tabla 2.6 Composición del biogás de diferentes reactores anaerobios | 23 |
| Tabla 2.7 Datos esenciales para el modelo de producción de biogás | 30 |
| Tabla 2.8 Cálculo de lodo primario | 31 |
| Tabla 2.9 Estimación de generación de lodo secundario | 32 |
| Tabla 2.10 Estimación de generación de biogás y metano | 33 |
| Tabla 2.11 Estimación de generación de energía eléctrica | 33 |
| Tabla 2.12 Tipos de tanques de almacenamiento | 36 |
| Tabla 2.13 Calidad del biogás requerida para diferentes aplicaciones en Europa | 37 |
| Tabla 2.14 Tratamientos, contaminantes y tecnología disponible para la limpieza del biogás | 38 |
| Tabla 2.15 Resultados obtenidos en los ensayos de optimización para la remoción de H2S en el biogás generado en una PTAR | 44 |
| Tabla 2.16 Especificaciones de la calidad del biogás | 46 |
| Tabla 2.17 Calidad de biogás requerido para unidades de cogeneración CAT | 46 |
| Tabla 2.18 Equipos utilizados para la cogeneración de electricidad y calor en PTAR | 46 |
| Tabla 2.19 Equipos utilizados para la limpieza del biogás y su función | 50 |
| Tabla 2.20 Balance de masa en los equipos principales de limpieza 1 | 51 |
| Tabla 2.21 Balance de masa en los equipos principales de limpieza 2 | 52 |
| Tabla 2.22 Balance de masa en los equipos principales de limpieza 3 | 55 |
| Tabla 3.1 Relación de plantas de tratamiento | 59 |
| Tabla 3.2 Estimación anual de biogás, metano y energía en las plantas de tratamiento | 63 |
| Tabla 3.3 PTAR que pueden producir la cantidad requerida de biogás para el motor Guascor | 67 |
| Tabla 3.5 Estimación del número de viviendas que pueden ser alimentadas por la energía producida por la PTAR | 74 |
| Tabla 3.6 Criterios de diseño | 77 |
| Tabla 3.7 Estimación de ahorros derivados por cambio de proceso de estabilización de lodos residuales en las plantas de tratamiento con recibo de energía eléctrica | 78 |
| Tabla 4.1 Factores de emisión por tipo de combustible | 82 |
| Tabla 4.2 Factores de emisión de electricidad promedio tCO2e MWh-1 | 82 |
| Tabla 4.3 Reducción de emisiones de las PTAR por no utilizar la red convencional de energía eléctrica | 84 |