PROCEDIMIENTO PARA EL TRATAMIENTO DE DEYECCIONES GANADERAS.

Procedimiento para el tratamiento de deyecciones ganaderas.

La presente invención se refiere al tratamiento de deyecciones ganaderas y en particular a las líquidas, tales como las procedentes de las granjas de ganado porcino

(purines de porcino), con objeto de separar y recuperar el material fertilizante que contienen en forma de un concentrado o un producto sólido, de aplicación como fertilizante, que pueda ser transportado a zonas agrícolas alejadas, una vez separada el agua por vaporización; así como al tratamiento del agua, así separada, y a su reciclado al propio proceso consiguiendo un proceso de "vertido cero" y un ahorro considerable en el consumo de agua.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201330060.

Solicitante: SENER GRUPO DE INGENIERIA, S.A..

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: ANGULO ARAMBURU, JERONIMO, RUESTES MOR,Eduard, TORRES PUEYO,Mar.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA... > TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA... > Tratamiento en varias etapas del agua, agua residual... > C02F9/04 (siendo por lo menos una de las etapas un tratamiento químico)
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PROCEDIMIENTO PARA EL TRATAMIENTO DE DEYECCIONES GANADERAS.

Fragmento de la descripción:

Procedimiento para el tratamiento de deyecciones ganaderas OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere un procedimiento para el tratamiento de deyecciones ganaderas. En particular de las deyecciones líquidas, tales como las procedentes de las granjas de ganado porcino (purines de porcino), con objeto de separar y recuperar el material fertilizante que contienen en forma de un concentrado o un producto sólido, de aplicación como fertilizante, que pueda ser transportado a zonas agrícolas alejadas, una vez separada el agua por vaporización. El procedimiento de la invención trata el agua vaporizada para disminuir los contaminantes presentes en ella.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Tradicionalmente las deyecciones ganaderas han sido utilizadas como fertilizante orgánico en agricultura. Sin embargo, la ganadería intensiva genera una gran acumulación de deyecciones ganaderas en determinadas zonas lo que obliga a su transporte y distribución a otras áreas agrícolas alejadas de las granjas, para evitar la contaminación del subsuelo y de las aguas superficiales o subterráneas con el exceso de nutrientes, fundamentalmente de productos nitrogenados y fosforados.

En el caso de las deyecciones líquidas, como las de las granjas porcinas ( purines de porcino ) con contenidos en agua del orden o superiores al 90%, se hace obligada la separación del agua, obteniendo un producto concentrado o sólido de material fertilizante, que pueda ser transportado y aplicado al terreno de cultivo en zonas agrícolas alejadas. Pero también se requiere, en esta situación, el tratamiento del agua separada para eliminar los contaminantes que impiden su reutilización o vertido a un cauce público.

Habitualmente los purines, contienen materia solida en suspensión que es separada por centrifugación, decantación, filtración o cualquier otro procedimiento de separación de sólidos. Así se obtiene un primer concentrado de material fertilizante que supone generalmente alrededor del 15% del purín original y que contiene alrededor de un 25% de materia sólida rica en N, P, K y materia orgánica. El 85% del purín líquido restante contiene todavía la mayor parte del agua y los nutrientes fertilizantes.

La obtención de un concentrado fertilizante de aplicación agrícola a partir de los purines líquidos, así obtenidos, se realiza normalmente por vaporización del agua. La eficiencia energética para generar el calor necesario para la vaporización se consigue mediante la utilización de la cogeneración de calor y electricidad. La solicitud de patente europea con número de publicación EP0805130 constituye un ejemplo de separación de material sólido del purín líquido por vaporización con calor de cogeneración. Sin embargo, la vaporización del purín líquido, que tiene un pH alcalino (alrededor de 8), produce el arrastre de una parte significativa de amoniaco con el agua evaporada, con pérdida del poder fertilizante del concentrado, así como el arrastre de ácidos orgánicos volátiles, que generan mal olor. Algunos autores recuperan el amoniaco arrastrado en el agua vaporizada o condensada en forma de sal amónica, como se describe en el documento patente con número de publicación ES2199092.

Para evitar el arrastre del amoniaco en la vaporización, el purín líquido se neutraliza, previamente a la vaporización, con un ácido fuerte, que forma una sal amónica no volátil que queda retenida en el concentrado; y para evitar los malos olores se puede someter el purín líquido a un tratamiento oxidante para destruir los ácidos orgánicos, tal como propone en la solicitud de patente española con número de publicación ES2153739 que somete al purín clarificado a oxidación con ozono y neutralización con ácido, antes de la vaporización.

Asimismo, cuando el purín se somete a una digestión anaerobia, previamente a la vaporización, se recupera parte del contenido energético del mismo en forma de biogás y se destruyen la mayor parte de los ácidos orgánicos volátiles responsables del mal olor que se produce durante el tratamiento del purín y que quedarían en el agua vaporizada o en el concentrado obtenido. Así, por ejemplo, en el documento patente con número de publicación ES2157779 se somete al purín de porcino a una biodigestión previa, se separa los sólidos posteriormente por centrifugación y el purín líquido, así biodigerido y clarificado, es neutralizado y vaporizado, separando de una parte un concentrado (que se seca posteriormente hasta obtener un fertilizante sólido) y, de otra, el agua vaporizada que se condensa para recuperar el agua en forma líquida.

Estas tecnologías de vaporización de deyecciones ganaderas líquidas presentan la dificultad de reutilizar o disponer del agua recuperada del purín. Aun cuando la neutralización previa a la vaporización retiene la mayor parte del nitrógeno amoniacal en el concentrado, el agua vaporizada contiene todavía compuestos volátiles del purín, principalmente amoniaco y productos orgánicos responsables de la demanda química de

oxigeno (DQO) en cantidades superiores a lo regulado normativamente para su vertido y generadores de biomasa bacteriana que dificultan su reutilización.

Para obviar estas dificultades, la solicitud de patente de adición con número de publicación ES2353564, somete el agua condensada en la vaporización del purín líquido, previamente oxidada con ozono y neutralizada, a tres tratamientos sucesivos : i) esterilización ii) separación del amoniaco con un proceso de desorción absorción y iii) oxidación final con ozono.

Resulta evidente que se hace preciso un procedimiento más simple para el tratamiento de deyecciones ganaderas, que resulte menos costoso, más eficiente energéticamente y que suponga un menor consumo de agua en los sistemas de refrigeración de la instalación de vaporización.

DESCRIPCION DE LA INVENCIÓN

Los inventores han encontrado un procedimiento para el tratamiento de deyecciones ganaderas, que hace posible que el agua separada de las deyecciones pueda ser vertida a un cauce público o ser reutilizada, debido a la casi total eliminación del amoniaco y de la DQO presentes en el agua.

El procedimiento de la invención es simple y económico. Con el procedimiento de la invención se logra que el contenido de nitrógeno amoniacal y la DQO en el agua separada de las deyecciones ganaderas sea mínimo y menor del que presenta el agua separada por los procedimientos conocidos en el estado de la técnica, de manera que el agua puede ser reutilizada o vertida al cauce público cumpliendo con la normativa ambiental y sanitaria.

Un aspecto crucial de la presente invención reside en el ajuste de la acidez de la deyección ganadera a un pH moderadamente ácido, de forma que, en la vaporización del agua, la mayor parte del amoniaco se retenga en el concentrado, pero no hasta un pH tan ácido que el agua vaporizada arrastre los ácidos orgánicos volátiles Ci a C8 y otros compuestos orgánicos responsables de la demanda química de oxígeno (DQO).

Así, los inventores han encontrado experimentalmente que la neutralización a pH 7, previa a la vaporización conduce a la pérdida de más del 5% del amoniaco del purín original en el agua vaporizada y a un contenido en amoniaco inaceptable en el agua condensada. Si, por

el contrario, se acidifica a pH 2, no se detecta arrastre de amoniaco en el agua vaporizada pero la DQO en el agua condensada asciende a niveles de 2000 ppm que tampoco son aceptables.

Sin embargo, cuando se acidifica a pH 5,5, el arrastre de amoniaco del orden o inferior al 1,0% del contenido inicialmente en el purín, y tanto la concentración de amoniaco en el condensado como la DQO son generalmente admisibles o muy fácilmente depurables como se muestra...

 


Reivindicaciones:

1.- Procedimiento para el tratamiento de deyecciones ganaderas, que comprende las etapas de:

a) acidificar las deyecciones ganaderas hasta alcanzar un valor de pH comprendido entre 3,5 y 6,5;

b) vaporizar el agua presente en las deyecciones ganaderas acidificadas de la etapa a) obteniendo vapor de agua procedente de las deyecciones ganaderas y un concentrado de productos fertilizantes;

c) enfriar el vapor de agua obtenido en la etapa b) para obtener un agua condensada proveniente de la deyección;

d) someter el agua condensada obtenida en la etapa c) a un tratamiento oxidante seleccionado entre: oxigenación con aire, aire enriquecido por oxígeno u oxígeno; oxigenación en presencia de catalizadores de oxidación; adición de productos químicos oxidantes halogenados, o una combinación de ellos.

2.- Procedimiento según la reivindicación 1 donde los productos químicos oxidantes halogenados son una mezcla de: un compuesto halogenado conteniendo cloro bromo o iodo y derivados halogenados de radicales orgánicos seleccionados entre hidantoína, ácido cianúrico, cloramina T (p-toluensulfonilcloramida sódica), peróxidos o una combinación de ellos.

3.- Procedimiento según la reivindicación 2, donde los productos químicos oxidantes halogenados de la etapa d) se seleccionan entre: hipoclorito sódico, bromo cloro 5,5 dimetil hidantoína o una mezcla de ellos.

4.- Procedimiento según las reivindicaciones 1-3 donde la etapa d) de oxidación se realiza en un circuito de al menos una torre de refrigeración.

5.- Procedimiento según la reivindicación 4 donde la torre de refrigeración se purga y la purga se recicla a la etapa a) de acidificación o a la etapa b) de vaporización.

6.- Procedimiento según las reivindicaciones 1-5 en el que la acidificación de la etapa a) se realiza con ácido sulfúrico hasta alcanzar un pH comprendido entre 5,0 y 5,8.

7.- Procedimiento según las reivindicaciones 1-6 donde el calor necesario para la vaporización se obtiene parcial o totalmente de procesos de cogeneración de electricidad y calor.

8.- Procedimiento según reivindicaciones 1-7 en el que antes, de la etapa a), las deyecciones ganaderas se someten a una biodigestión anaerobia con posterior separación de los lodos del producto digerido.

9.- Procedimiento según reivindicación 8 donde a las deyecciones ganaderas se adicionan sustratos o coadyuvantes de la biodigestión.

10.- Procedimiento según reivindicación 9 donde la separación de los lodos se realiza por centrifugación, filtración o decantación.

11.- Procedimiento según reivindicación 9 donde el biogás generado en la biodigestión se utiliza como combustible en la cogeneración.

12.- Procedimiento según las reivindicaciones 1-11 donde el concentrado de productos fertilizantes obtenido en la etapa b) se seca mediante calor, para obtener un producto sólido en polvo o aglomerado.

13.- Procedimiento según la reivindicación 12 donde el concentrado de productos fertilizantes obtenido en la etapa b) se mezcla con los lodos obtenidos según el procedimiento definido en la reivindicación 8.

14. Procedimiento según las reivindicaciones 12 y 13 donde el vapor de agua procedente del secado se pone en contacto con un ácido diluido, preferentemente ácido sulfúrico, antes de su condensación, y la solución amónica así obtenida se recicla a la etapa a) de acidificación o a la etapa b) de vaporización.

15. Procedimiento según la reivindicación 14 en el que para la preparación del ácido diluido se utiliza una parte o la totalidad de la purga de las torres de refrigeración.

16.- Procedimiento según reivindicaciones 1-15 donde la deyección ganadera son deyecciones líquidas ganaderas de granjas de porcino.