PROCEDIMIENTO Y DISPOSITIVO PARA TRATAR ABONO EN BRUTO.
Procedimiento de tratamiento de abono en bruto que permite la producción de fertilizante sólido,
fertilizante líquido y agua reciclable, que comprende las siguientes etapas:
- se separan una fase líquida y una fase sólida (33);
- se filtra la fase líquida de manera que se produzca por un lado un concentrado que contiene sustancialmente los compuestos nitrogenados del abono y por otro lado un filtrado constituido por el agua recicla- ble;
- se recoge el concentrado de compuestos nitrogenados que constituyen el fertilizante líquido;
- se deshidrata la fase sólida del abono en condiciones que permitan minimizar el contenido de agua a entre 10 y 60% en peso; y
- Se aglomera la fase sólida deshidratada con el fin de obtener gránulos que constituyen el fertilizante sólido;
caracterizado porque, antes de la separación de la fase sólida y de la fase líquida, se añade a una cantidad de abono en bruto un agente floculante capaz de formar flóculos que contienen los componentes sólidos del abono y se mezcla el conjunto de abono en bruto y agente floculante (11, 17); a continuación se añade al producto obtenido combinando el abono en bruto y el agente floculante un agente de sedimentación basado en polvos de piedras naturales y/o de derivados industriales que favorece el espesamiento de la mezcla y la producción de una fase sólida y una fase líquida (25); se recicla el filtrado para añadir al abono en bruto y al agente floculante (19), se realiza la separación de la fase sólida y de la fase líquida por decantación (33) y se realiza la aglomeración de la fase sólida deshidratada por agitación en frío con adición de un agente ligante
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/CA2003/001971.
Solicitante: CARRIERE R. POUDRETTE INC.
Nacionalidad solicitante: Canadá.
Dirección: 1101, CHEMIN DES CARRIERES,STE-MADELEINE, QUEBEC J0H 1SO.
Inventor/es: POUDRETTE,FLORIAN, POUDRETTE,ALEXANDRE, GAUTHIER,GAETAN.
Fecha de Publicación: .
Fecha Concesión Europea: 19 de Mayo de 2010.
Clasificación Internacional de Patentes:
- C02F11/14 QUIMICA; METALURGIA. › C02 TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA O FANGOS. › C02F TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA O FANGOS (procedimientos para transformar las sustancias químicas nocivas en inocuas o menos perjudiciales, efectuando un cambio químico en las sustancias A62D 3/00; separación, tanques de sedimentación o dispositivos de filtro B01D; disposiciones relativas a las instalaciones para el tratamiento del agua, agua residual o de alcantarilla en los buques, p. ej. para producir agua dulce, B63J; adición al agua de sustancias para impedir la corrosión C23F; tratamiento de líquidos contaminados por radiactividad G21F 9/04). › C02F 11/00 Tratamiento de los fangos; Dispositivos a este efecto. › con adición de productos químicos.
- C02F9/00 C02F […] › Tratamiento en varias etapas del agua, agua residual o de alcantarilla.
- C05D3/02 C […] › C05 FERTILIZANTES; SU FABRICACION. › C05D FERTILIZANTES INORGANICOS NO CUBIERTOS POR LAS SUBCLASES C05B, C05C; FERTILIZANTES QUE PRODUCEN DIOXIDO DE CARBONO. › C05D 3/00 Fertilizantes cálcicos (C05D 7/00 tiene prioridad). › a partir de piedra caliza, carbonato cálcico, hidrato cálcico, cal apagada, óxido cálcico, residuos de compuestos de calcio.
- C05F3/00 C05 […] › C05F FERTILIZANTES ORGANICOS NO CUBIERTOS POR LAS SUBCLASES C05B, C05C, p. ej. FERTILIZANTES A PARTIR DE DESECHOS O DESPERDICIOS. › Fertilizantes fabricados a partir de excrementos humanos o animales, p. ej. estiércol.
Clasificación PCT:
- B01D61/00 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES. › B01 PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL. › B01D SEPARACION (separación de sólidos por vía húmeda B03B, B03D, mesas o cribas neumáticas B03B, por vía seca B07; separación magnética o electrostática de materiales sólidos a partir de materiales sólidos o de fluidos, separación mediante campos eléctricos de alta tensión B03C; aparatos centrifugadores B04B; aparato de vórtice B04C; prensas en sí para exprimir los líquidos de las sustancias que los contienen B30B 9/02). › Procedimiento de separación que utilizan membranas semipermeables, p. ej. diálisis, ósmosis o ultrafiltración; Aparatos, accesorios u operaciones auxiliares, especialmente adaptados para ello (separación de gases o vapores por difusión B01D 53/22).
- C02F1/44 C02F […] › C02F 1/00 Tratamiento del agua, agua residual o de alcantarilla (C02F 3/00 - C02F 9/00 tienen prioridad). › por diálisis, ósmosis u ósmosis inversa.
- C02F1/52 C02F 1/00 […] › por floculación o precipitación de las impurezas en suspensión.
- C02F11/00 C02F […] › Tratamiento de los fangos; Dispositivos a este efecto.
- C02F11/14 C02F 11/00 […] › con adición de productos químicos.
- C05F3/00 C05F […] › Fertilizantes fabricados a partir de excrementos humanos o animales, p. ej. estiércol.
- C05F3/06 C05F […] › C05F 3/00 Fertilizantes fabricados a partir de excrementos humanos o animales, p. ej. estiércol. › Aparatos para la fabricación.
- C05F7/00 C05F […] › Fertilizantes fabricados a partir de aguas residuales, lodos de alcantarilla, limo de mar, fango o masas similares.
Clasificación antigua:
- B01D61/00 B01D […] › Procedimiento de separación que utilizan membranas semipermeables, p. ej. diálisis, ósmosis o ultrafiltración; Aparatos, accesorios u operaciones auxiliares, especialmente adaptados para ello (separación de gases o vapores por difusión B01D 53/22).
- C02F1/44 C02F 1/00 […] › por diálisis, ósmosis u ósmosis inversa.
- C02F1/52 C02F 1/00 […] › por floculación o precipitación de las impurezas en suspensión.
- C02F11/00 C02F […] › Tratamiento de los fangos; Dispositivos a este efecto.
- C02F11/14 C02F 11/00 […] › con adición de productos químicos.
- C05F3/00 C05F […] › Fertilizantes fabricados a partir de excrementos humanos o animales, p. ej. estiércol.
- C05F3/06 C05F 3/00 […] › Aparatos para la fabricación.
- C05F7/00 C05F […] › Fertilizantes fabricados a partir de aguas residuales, lodos de alcantarilla, limo de mar, fango o masas similares.
Fragmento de la descripción:
Procedimiento y dispositivo para tratar abono en bruto.
Campo técnico
La presente invención se refiere a un procedimiento y a un dispositivo para tratar abono en bruto, que permiten la producción de fertilizante sólido, fertilizante líquido y agua, que responden eventualmente a las normas medioambientales y que puede devolverse de forma segura al medio ambiente o simplemente reciclarse. Particularmente, el procedimiento y el dispositivo están adaptados para permitir la separación y el tratamiento separado de los componentes líquido y sólido del abono porcino, usando polvo de rocas naturales y/o de derivados industriales como agente de sedimentación de las partículas coloidales del abono. Además de la valorización del abono, este procedimiento y este dispositivo permiten la valorización de los residuos de cantera.
Técnica anterior
La creación de grandes pocilgas plantea problemas crecientes en cuanto a la gestión del abono porcino. Convencionalmente, los criadores de cerdos eliminan el abono porcino mediante el esparcimiento de éste sobre tierras agrícolas. Aunque esta solución sea económica, plantea problemas crecientes, especialmente la contaminación del aire causada por los malos olores, la contaminación del agua subterránea y de las fuentes, al igual que la contaminación de los suelos resultante de la gran cantidad de desechos. Para contrarrestar estos problemas, los agricultores han recurrido cada vez más al transporte del abono en camiones con el fin de disponer de tierras de esparcimiento alejadas. Esta situación conlleva sin embargo inconvenientes tales como el aumento de los costes ligados al esparcimiento y las dificultades de transporte de un material líquido.
Más que entretenerse en el modo de disposición del abono, ciertos investigadores se han inclinado por los modos de tratamiento del abono. Entre estos, se encuentra la biofiltración con la ayuda de material biológico tal como espuma de turba o paja. Este procedimiento presenta las ventajas de no causar contaminación secundaria, permite una reducción de olores de 60% a 80% y es una tecnología poco costosa y fácil de instalar, que puede usarse en espacios limitados. Sin embargo, los biofiltros deben reemplazarse periódicamente y no permiten ninguna valorización de la materia orgánica. Otra estrategia dirigida a añadir aditivos al abono permite una reducción de olores de 70% a 85%, una reducción de materia sólida y una reducción de amoniaco. Los aditivos usados pueden ser agentes enmascarantes, agentes químicos que permiten absorber los olores, o incluso agentes biológicos. Además de ser costosa, los resultados obtenidos usando esta estrategia son moderados a día de hoy.
La adición de aditivos a la alimentación de los cerdos constituye una alternativa para reducir los olores y las cantidades de amoniaco en el abono porcino. Efectivamente, agentes tales como aminoácidos, zeolitas, carbón, extractos de plantas, enzimas, microbios o sales pueden añadirse a la alimentación con el fin de mejorar la conversión de la alimentación y los rendimientos de crecimiento de los cerdos. Esta tecnología es sin embargo también costosa y la eficacia de este procedimiento no consigue la unanimidad de los mercados comerciales. Otros criadores eligen simplemente recubrir su fosa de purín con la ayuda de tapas de diferentes naturalezas, evitando así la emisión de malos olores, mientras que otros eligen acondicionar barreras biológicas de árboles alrededor de sus instalaciones, evitando así el desplazamiento de los malos olores.
La técnica anterior describe también procedimientos que se dirigen a separar los componentes sólidos y líquidos contenidos en el abono porcino. La patente estadounidense publicada con el número US 4.193.206 describe un procedimiento se secado de purín y de filtración de agua. Este procedimiento requiere el secado térmico o la deshidratación mecánica en una cámara cilíndrica provista de paredes porosas. La patente estadounidense publicada con el número US 4.270.279 describe un procedimiento para secar y esterilizar los lodos contaminados secando estos últimos y fragmentándolos en trozos pequeños. La patente estadounidense publicada con el número US 4.295.972 describe a su vez un procedimiento para tratar agua que contiene contaminantes. Este procedimiento comprende, entre otras, una etapa en la que se añade óxido de calcio al agua contaminada para el secado preliminar y se transforma el compuesto obtenido en forma de gránulos. La patente estadounidense publicada con el número US 5.013.458 describe un procedimiento y un aparato que permiten la reducción de patógenos y de desechos. Este procedimiento incluye una etapa de hidratación realizada elevando el pH de los lodos usados que permite la liberación de calor. La patente estadounidense publicada con el número US 5.885.461 describe un procedimiento y un sistema que se dirigen a tratar los purines de animales domésticos tales como los cerdos, que comprenden las etapas de compresión del abono para separar los líquidos de los sólidos y secado de los lodos contaminados. La adición de carbonato de calcio permite reducir los malos olores y la adición de polímeros en la etapa de compresión de los lodos favorece la separación del líquido contenido en los lodos. El líquido obtenido se trata a continuación con la ayuda de una membrana de filtro que permite retirar los elementos indeseables del líquido. Se devuelve el líquido filtrado eventualmente al medio ambiente.
Aunque este último procedimiento presenta características interesantes, la separación de los componentes sólidos y líquidos del abono necesita una etapa mecánica suplementaria que genera costes energéticos adicionales. Además, ningún procedimiento prevé la adición de un agente de precipitación que permita la separación de los componentes sólidos y líquidos del abono y que permita el tratamiento separado de estas dos fases.
La patente estadounidense US 6.409.788 postula el uso de un agente de floculación y de productos químicos que favorecen la precipitación de los fosfatos, asociados a una base y a un agente de retención de amoniaco. Se trata evidentemente de un procedimiento costoso y que se limita a la separación de fosfatos y a la formación de una fase líquida muy impura.
Sería por tanto interesante disponer de un procedimiento que permitiera el tratamiento de abono en bruto y que permitiera la valorización de los residuos de cantera, utilizables como agente de precipitación de partículas sólidas.
Exposición de la invención
La invención tiene como objeto un procedimiento de tratamiento del abono en bruto que permite la producción de fertilizante sólido, fertilizante líquido y agua reciclable. El procedimiento comprende las etapas indicadas en la reivindicación 1 adjunta.
El abono en bruto contiene habitualmente entre 1 y 10%, preferiblemente un 4%, en peso de materia sólida en base seca con relación al peso del abono en bruto.
El agente floculante usado normalmente es un floculante catiónico, especialmente una poliacrilamida, preferiblemente catiónica, por ejemplo, elegida del grupo que comprende NALC07191, NALC07193, NALC07194, NALC07196, CYTEC2085 y CHEMAX2746.
El agente floculante puede usarse en cualquier forma aceptable por el experto en la técnica, pero está preferiblemente en forma de una emulsión que comprende entre 0,1 y 0,5%, preferiblemente un 0,35%, en peso de agente floculante. Se añaden normalmente entre 5 y 30%, más particularmente un 10%, en peso de emulsión con relación al peso de abono para tratar.
Previamente a la adición del agente de sedimentación, se recomienda añadir agua al abono con adición de un agente floculante, por ejemplo, entre 50 y 400%, preferiblemente entre 100 y 120%, en peso con relación al peso del abono para tratar. Una parte del agua añadida al abono para tratar está constituida habitualmente por el filtrado obtenido en el transcurso del tratamiento.
Según una particularidad preferida de la invención, se hace pasar el producto obtenido después de la adición del agente de floculación por al menos uno, preferiblemente tres, mezcladores estacionarios antes de añadir el agente de sedimentación, y se transfiere a continuación la mezcla obtenida a un depósito donde se añadirá el agente de sedimentación.
El agente de sedimentación comprende, por ejemplo, un polvo de piedras naturales elegidas del grupo constituido por cornubianita, sienita, esquisto, caliza y/o dolomita. Se obtuvieron resultados excelentes usando el polvo de cornubianita.
La cantidad de agente...
Reivindicaciones:
1. Procedimiento de tratamiento de abono en bruto que permite la producción de fertilizante sólido, fertilizante líquido y agua reciclable, que comprende las siguientes etapas:
caracterizado porque, antes de la separación de la fase sólida y de la fase líquida, se añade a una cantidad de abono en bruto un agente floculante capaz de formar flóculos que contienen los componentes sólidos del abono y se mezcla el conjunto de abono en bruto y agente floculante (11, 17); a continuación se añade al producto obtenido combinando el abono en bruto y el agente floculante un agente de sedimentación basado en polvos de piedras naturales y/o de derivados industriales que favorece el espesamiento de la mezcla y la producción de una fase sólida y una fase líquida (25); se recicla el filtrado para añadir al abono en bruto y al agente floculante (19), se realiza la separación de la fase sólida y de la fase líquida por decantación (33) y se realiza la aglomeración de la fase sólida deshidratada por agitación en frío con adición de un agente ligante.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el abono en bruto contiene entre 1 y 10% en peso de materia sólida en base seca con relación al peso de abono en bruto.
3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque el agente floculante es un floculante catiónico.
4. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el agente floculante está en forma de una emulsión que comprende entre 0,1 y 0,5% en peso de agente floculante.
5. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque, previamente a la adición del agente de sedimentación, se añade agua al abono con adición de agente floculante.
6. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque se añade entre 50 y 400% en peso de agua con relación al peso de abono para tratar.
7. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque una parte del agua añadida al abono para tratar está constituida por el filtrado (19) que se recicla.
8. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el agente de sedimentación comprende un polvo de piedras naturales elegidas entre el grupo constituido por cornubianita, sienita, esquisto, caliza y/o dolomita.
9. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se añade entre 0,5 y 15% en peso de agente de sedimentación con relación al peso de abono.
10. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la fase líquida se filtra por filtración (37) de membrana.
11. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado porque la filtración de membrana es seguida por una filtración (39) sobre carbón activado.
12. Procedimiento según la reivindicación 1, que comprende la adición de un agente de sedimentación previamente a la agregación de gránulos.
13. Dispositivo de tratamiento de abono destinado a producir fertilizante sólido, fertilizante líquido y agua reciclable, que comprende:
caracterizado porque el dispositivo comprende igualmente un medio de mezclado del conjunto de abono y agente floculante (11, 17), una fuente de agente de sedimentación de los componentes sólidos del abono (27) y un medio para añadir dicho agente al medio que comprende dichos componentes sólidos y formar una fase sólida y una fase líquida, y un medio que permite reciclar el filtrado al abono con adición de un agente floculante (19);
permitiendo el medio separar la fase sólida de la fase líquida (33) empleando la decantación y comprendiendo el medio de aglomeración un medio de agitación en frío con adición de un agente ligante.
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