PLANTA DE TRATAMIENTO DE RESIDUOS BIOLÓGICOS.

La presente invención se refiere a una planta de tratamiento de residuos biológicos. Estado de la técnica ES 2 367 973 T3 Diariamente se producen una enorme cantidad de residuos orgánicos debido a la cadena de alimentación del ser humano, en la agricultura y el sector agro-industrial. Estos residuos orgánicos son gran parte de los residuos sólidos urbanos, siendo éste uno de los principales componentes de las aguas residuales y de los residuos que producen las industrias, las agro-industrias y otros. El problema es cómo tratar estos residuos, a fin de evitar su entrada al alcantarillado y cómo reutilizarlas. La descomposición por medios aeróbicas a través de micro-organismos (compostaje) es, sin duda, una técnica muy eficiente y económica. Las plantas de tratamiento biológico en que se conocen en la actualidad generalmente operan por la colocación de la materia orgánica, de forma continua o por lotes, en los tanques de tratamiento que tienen varias formas, en los que se agita por medios mecánicos, dicha materia a fin de lograr un estado de homogeneización, para que luego continúe hacia adelante, de manera que deje espacio a la materia de desecho entrante; además, la materia tratada se mantiene bien aireada, con el fin de asegurar que los microorganismos que llevan a cabo el proceso biológico, estén bien abastecidos de la cantidad necesaria de oxígeno. Se conoce que varias plantas de tratamiento de residuos funcionan de acuerdo a la técnica mencionada, sin embargo, todos presentan inconvenientes que limitan la función de su eficiencia. Por ejemplo, en la patente sueca SE 366.289 depositado en 27-04-1974 por Johnson Construction Company AB, se prevé un tanque de tratamiento con una base inclinada, sobre el que se suspenden uno o más conjuntos de hélices tipo tornillo, que giran en torno a un eje horizontal conectado a un puente de rodillos que se introducen en la masa y se mueven por toda la longitud del tanque de tratamiento, de la pared de entrada a la pared de salida, para así mezclar y transportar la masa hacia adelante lograr hacer espacio para los nuevo desechos. Cuando las hélices de tornillo llegan a la pared de salida se giran sobre sus goznes, retiran la masa y luego se trasladan nuevamente a la pared de entrada, donde descienden una vez más en la masa para comenzar un nuevo ciclo. El aire de los microorganismos que realizan el proceso biológico se bombea a través de la hélices de tornillo, las cuales son huecas por dentro. Este tipo de sistema presenta una serie de graves inconvenientes, como por ejemplo: una pérdida de alrededor del 50% del tiempo de trabajo al final de cada ciclo del proceso debido al retorno de las hélices de tornillo de ralentí a través del tanque de tratamiento, la no-progresión uniforme de la masa desde el lado de entrada del tanque de tratamiento a la salida, debido a la necesaria extracción e inmersión de las hélices de tornillo dentro de la masa, y al requisito previo de contar con un tanque de tratamiento con una base inclinada fuerte, para ayudar a la progresión de la masa, ya que de lo contrario podría ejercer también demasiada resistencia a las hélices, poniendo en peligro el correcto funcionamiento de las piezas mecánicas del sistema. Esta pérdida de tiempo se traduce en una reducción de la capacidad de tratamiento, mientras que la progresión no uniforme de la masa, así como la variación en el tiempo, del orden del 50%, que necesita la materia residual para lograr un grado adecuado de maduración, pueden alterar por completo el rendimiento del tratamiento que se mide por el nivel de maduración y que está estrechamente relacionado con el tiempo en el tanque de tratamiento de todas las partículas que componen la masa, y otros parámetros, tales como la mezcla y la aireación. 2 La patente italiana IT 1203711 (EP 145874) que se presentó en 18-10-1983 por Secit SpA, ofrece una técnica similar a la descrita en la patente sueca, según la cual: el tornillo de hélices avanza en la misma dirección que la masa; las hélices se retiran de la masa por medio del movimiento a lo largo de su eje, perpendicular a la base del tanque; y la aireación de la masa se lleva a cabo a través de tuberías protegidas colocadas en la parte inferior del tanque de tratamiento. Con la excepción del avance no uniforme de la masa, se subsana una deficiencia por la extracción y re-inmersión de las hélices, que viajan a lo largo de sus ejes pero no se encuentra solución a los otros inconvenientes de la patente sueca, por el contrario, a estos hay que añadir el inconveniente de tener que proveer de un edificio lo suficientemente grande como para albergar a toda la planta, lo cual debe ser bastante alto, a fin de permitir la elevación de la hélice. Puesto que todas las plantas de este tipo deben estar debidamente cerradas al exterior, por razones obvias debido al impacto sobre el medio ambiente, un edificio más alto implica además mayores costos en su construcción y también requiere mayores costos de operación debido a la gran cantidad de aire que debe circular dentro del edificio y que se debe de desodorizar, en iguales proporciones al número de cambios de aire por hora. La solicitud de patente europea EP 0 931 035 (EE.UU. 6.284.529 B) describe un tanque horizontal rectangular en la que los residuos sólidos orgánicos a tratar son colocados de forma continua o por lotes, a lo largo de una de las paredes más largas, por medio de cintas transportadoras mecánicos u otros medios similares, y la materia procesada sale por el lado opuesto. Por encima del tanque hay un puente con un carro en el que dos hélices se unen en una posición ligeramente inclinada, con las puntas apuntando hacia el lado entrante. Las hélices se introducen en la masa cerca de la parte de entrada del tanque de tratamiento y luego se trasladan longitudinalmente a todo lo largo del tanque por medio del puente. El fondo del tanque está provisto de un sistema de ventilación que incluye tuberías que se agrupan en zonas que proveen del aire necesario para el proceso biológico. Este tipo de planta tiene dos inconvenientes principales: sólo hay un carro con las hélices de tornillo que se montan y por lo tanto entran en contacto con la masa biológica en el lado entrante, así como con la biomasa en el lado de los egresos; el último sin embargo, tiene que ser biológicamente neutro de acuerdo a los requisitos de higiene para su aplicación en la agricultura. El uso de un solo carro con las hélices de tornillo provoca el contacto entre la masa biológica no tratada en el lado entrante con la masa en el lado de los egresos y por lo tanto lleva la contaminación bacteriana de estos últimos. Análogamente, se dificulta el control de la temperatura dentro de la masa. El logro de una temperatura adecuada de fermentación por encima de un cierto valor mínimo asegura la producción de un producto libre de contaminación bacteriana. La solicitud de patente WO 86/01197 también describe una planta para el tratamiento biológico de residuos sólidos orgánicos. Divulgación de la invención ES 2 367 973 T3 La presente invención se refiere a una planta de tratamiento de residuos biológicos de acuerdo con la reivindicación 1 destinada a subsanar los inconvenientes que afectan a las invenciones antes mencionadas y permitiendo economizar, en lo que se refiere tanto a la inversión inicial así como y los costos de operación. Los principales objetivos de la presente invención son: eliminar la contaminación bacteriana del material de salida, debido a la presencia de la biomasa que entra desde el lado del entrante, para garantizar una progresión regulada y uniforme del tratamiento de la masa, por medio de un sistema simple y fácilmente ajustable; asegurar el flujo continuo y uniforme de la masa de la cisterna, sin necesidad de ningún depósito de compensación de efluentes; garantizar la auto-limpieza de las hélices, con la eliminación continua, durante la operación, de los hilos y trapos que, inevitablemente, acumulan alrededor de los tornillos; mantener una altura constante de la masa en el tanque, con el fin de compensar la reducción de volumen debido a la evaporación y otros procesos químicos, 3 ES 2 367 973 T3 mediante la adopción de medidas sencillas; extraer continuamente capas sólidas de la materia, que pueden acumularse en el fondo del tanque en caso de que no hayan sido movidas por las hélices de tornillo durante un largo tiempo; asegurar la aireación forzada de la masa orgánica, así como para minimizar la condensación en el interior del edificio que alberga el tanque de tratamiento biológico y de la oxigenación de la biomasa con el fin de alcanzar temperaturas de fermentación, que permite la neutralización del contenido bacteriano de la masa en el lado entrante. La presente invención se basa en el principio de que la materia de residuos a tratar se agita... [Seguir leyendo]

1. Una planta para el tratamiento biológico de residuos sólidos orgánicos, que se introducen en un tanque de tratamiento (1) que comprende: - Un fondo horizontal (P), - Un lado entrante (1 a) - Un lado de los egresos (1 b), - Herramientas mecánicas (7) con un eje de rotación inclinado y puntas siempre apuntando hacia al lado entrante (1 a), en el que las herramientas mecánicas (7) mueven los desechos orgánicos del lado entrante (1 a) hacia el lado de los egresos (1 b ) - Un puente (5) para mover los instrumentos mecánicos (7) en el interior del depósito (1), en paralelo a la parte entrante (1 a) Caracterizado porque ES 2 367 973 T3 - El tanque de tratamiento (1) se divide en al menos dos cuencas de tratamiento (V1, V2), por el que se separa cada cuenca de la otra por una barrera de separación (B) - La barrera (B) tiene dos paredes (B1, B2), una hacia el lado entrante (1 a), y el otro hacia el lado de los egresos (1 b) del tanque de tratamiento (1) y - En cada cuenca (V1, V2) del depósito (1) existe al menos una herramienta mecánica (7). 2. Una planta de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el eje de las hélices se inclina entre 10° y 50°, con respecto a la vertical y la inclinación de la pared (B1) de la barrera (B) hacia el lado entrante (1) es la misma que el eje de rotación de las herramientas mecánicas (7). 3. Una planta de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque los medios mecánicos (7) son hélices de tornillo. 4. Una planta de acuerdo a una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque la inclinación del eje de rotación de las herramientas mecánicas (7) en cada cuenca (V1, V2) del tanque de tratamiento (1) es diferente. 5. Una planta de acuerdo a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque - El puente (5) comprende una serie de carros (6) que es igual al número de las cuencas en el que a cada carro se monta por lo menos una hélice (7), y - Las hélices están provistas de un sistema de cuchillas (11) y contracuchillas fijadas al carro (6). 6. Una planta de acuerdo a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la altura máxima de la hélices de tornillo (7) desde la parte inferior (P) del depósito (1) es al menos igual a la altura de la barrera de separación barrera (B) entre las cuencas (V1, V2) del tanque de tratamiento. 7. Una planta de acuerdo a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la parte inferior (P) del depósito (1) cuenta con un sistema de aireación que comprende las tuberías (18) con secciones perforadas (19) protegidas por un material permeable al aire, agrupadas en por lo menos tres zonas para cada cuenca (V1, V2), de acuerdo a los diferentes cantidades de aire necesario para el proceso biológico. 8. Una planta de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizada porque cada tubo (18) que se coloca en la parte inferior del tanque (1) está provisto de un conducto (20) para recoger la condensación que se evacua a través de uno o más distribuidores (17) . 9. Una planta de acuerdo a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el lado 9 de los egresos (1b) del depósito (1) está provisto de un sistema conectado al puente (5) para la extracción y la separación de la masa orgánica, siendo dicho sistema es independiente de la operación de las herramientas mecánicas (7). 10. Una planta de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque dicho sistema comprende de un brazo telescópico (14) con un molino circular (13) o un alimentador de tornillo (15). 11. Método para el tratamiento biológico de residuos sólidos orgánicos, aplicado a una planta de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 10, que comprende las etapas de: - suministro de material de desecho en el tanque de tratamiento (1) de forma continua o por lotes, - agitación y movimiento de dicho material desde el lado entrante (1 a) hasta el lado de los egresos (1 b), caracterizado por: ES 2 367 973 T3 - Un primer conjunto de hélices que avanza paralelo al lado entrante (1 a) del depósito (1) y al final de la carrera avanza perpendicular a ese lado a lo largo de una trayectoria predefinida, con el fin de iniciar de nuevo el avance paralelo al lado entrante en la dirección inversa, agitando y empujando hacia adelante el material, a fin de crear una serie de montículos separados por surcos paralelos hacia la la parte entrante (1 a), los cuales en cada ciclo avanzan hacia el lado de los egresos (1b) con una velocidad que permite que cada parte de la masa permanezca el mismo tiempo en la primera cuenca (V1) del tanque; - El movimiento de las hélices empuja la biomasa hacia la barrera de separación (B) entre dos cuencas adyacentes de tratamiento dejando que la masas cruce sobre dicha barrera (B); - Las hélices de la segunda cuenca (V2) avanzan en paralelo a la parte entrante (1a) del tanque de tratamiento (1), y al final de cada carrera avanzan perpendiculares a ese lado con una trayectoria predefinida, con el fin de iniciar el nuevamente el avance en paralelo hacia el lado entrante en la dirección contraria, agitando y moviendo el material, a fin de crear una serie de montículos separados por surcos paralelos hacia el lado entrante, que en cada ciclo avanzan hacia el lado de los egresos (1b) con una velocidad que permite que cada parte de la masa de permanezca el mismo tiempo en la segunda cuenca (V2) del tanque; - Las fases anteriores se repiten o el material tratado se descarga. 12. Método según la reivindicación 11, caracterizado porque la aireación por medio de los tubos (18) se produce por aspiración y el caudal de aire aspirado en cada zona, en la que cada cuenca se divide is diferente. 13. Método según la reivindicación 12, caracterizado porque: - El caudal de aire aspirado en el centro de la zona C es menor al aire aspirado por el las zonas adyacentes, - La cantidad de aire en las zonas adyacentes satura la biomasa con el oxígeno y, - La velocidad de avance hacia el lado de los egresos (1b) y las cantidades de aire en las distintas zonas de cada cuenca (V1, V2) se eligen de manera que en el centro de la zona C la masa alcanza una temperatura que se encuentra entre 60 y 65 °C. 14. Método según la reivindicación 13, caracterizado porque: - El tiempo de tratamiento a 60-65 °C es igual a 1/3 del tiempo de transición de los residuos orgánicos en cada cuenca y / o - Las zonas aguas arriba y aguas abajo de la central (C) tienen una temperatura que es menor a la temperatura en la zona central (C), preferentemente comprendida entre 45 y 55 °C. ES 2 367 973 T3 FIGURA 1 11 ES 2 367 973 T3 FIGURA 2 12 ES 2 367 973 T3 FIGURA 3 13 ES 2 367 973 T3 FIGURA 4 14 ES 2 367 973 T3 FIGURA 5 ES 2 367 973 T3 FIGURA 6 16 ES 2 367 973 T3 FIGURA 7 17