Procedimiento y aditivo para digerir materia orgánica.

Un procedimiento para producir biogás por digestión anaerobia de materia orgánica,

caracterizado por la adición de cobalto, hierro y ácido clorhídrico a una materia orgánica de tal manera que la proporción entre el cobalto y el hierro añadidos sea de 1:80 a 1:15.000 en base al peso y la proporción entre el hierro y el ácido clorhídrico añadidos sea de 1:3 a 300:1 en base al peso, poner la materia orgánica en contacto con bacterias productoras de biogás, y digerir la materia orgánica en condiciones anaerobias en un reactor (6; 106) produciendo al mismo tiempo biogás y un lodo digerido.

Procedimiento y aditivo para digerir materia orgánica Campo de la invención La presente invención se refiere a un procedimiento para producir biogás por digestión anaerobia de materia orgánica.

La presente invención también se refiere a un aditivo adaptado para añadirse a un dispositivo para la producción de biogás por digestión anaerobia de materia orgánica.

Antecedentes de la invención La digestión anaerobia de materia orgánica puede utilizarse para diferentes fines y con muchos tipos diferentes de materiales orgánicos. Por ejemplo la digestión anaerobia puede utilizarse para disminuir el volumen de un material residual, tal como un lodo residual de la producción de alimentos o agua residual doméstica. Otro ejemplo es el uso de digestión anaerobia para producir biogás utilizando cultivos adecuados. Un deseo general con todos estos procesos es obtener una gran cantidad de biogás y un grado de digestión elevado, es decir una baja cantidad de material orgánico en el lodo digerido.

El documento EP 0 970 922 A2 describe un procedimiento para la digestión anaerobia de residuos orgánicos, tal como basura de cocina. Cabe señalar que a veces la cantidad de metales traza disponibles no es suficiente para los microorganismos implicados en la digestión y formación de metano. El documento EP 0 970 922 A2 propone añadir agentes formadores de complejos y/o añadir metales traza para llegar a una concentración de Co, Ni, Fe, Mn de aproximadamente 1 ppm.

Un problema con el procedimiento del documento EP 0 970 922 A2 es que no proporciona las condiciones óptimas para la digestión anaerobia con diferentes materiales y condiciones operativas. Por lo tanto, el proceso del documento EP 0 970 922 A2 puede proporcionar a veces un consumo demasiado elevado de metales traza sin proporcionar no obstante una digestión eficaz.

El documento US 5.071.559 describe la digestión anaerobia de un condensado en un reactor anaerobio de flujo ascendente de tipo lecho de lodos.

El documento WO 92/03393 describe el aporte de un nutriente a un suelo contaminado con el fin de degradar contaminantes.

El artículo "Effect of Cobalt on the Anaerobic Thermophilic Conversion of Methanol", desvela la digestión anaerobia de metanol en un reactor anaerobio de flujo ascendente de tipo lecho de lodos.

El documento DE 41 30 466 describe el control del aporte de una fuente de carbono en una planta de tratamiento de agua.

El artículo "On-line titration of volatile fatty acids for the process control of anaerobic digestion plants" describe la medición de ácidos grasos volátiles en digestión anaerobia en un reactor de tanque.

El articulo "Anaerobic biodegradation of oleic and palmitic acids: Evidence of mass transfer limitations caused by long chain fatty acid accumulation onto anaerobic sludge" describe la acumulación de ácidos grasos de cadena larga en procesos de digestión.

El artículo "Bactericidal effect of long chain fatty acids in anaerobic digestion" describe el efecto veneno de ácidos grasos de cadena larga sobre un cultivo bacteriano.

Sumario de la invención.

Un objeto de presente invención es proporcionar un procedimiento de digestión anaerobia de materia orgánica por el cual el procedimiento de producción de biogás aumenta sin un exceso de consumo de metales traza.

Este objeto se consigue mediante un procedimiento de producción de biogás por digestión anaerobia de materia orgánica, caracterizándose el procedimiento por la adición de cobalto, hierro y ácido clorhídrico a una materia orgánica de tal manera que la proporción entre el cobalto y el hierro añadidos sea de 1:80 a 1:15.000 en base al peso y la proporción entre el hierro y el ácido clorhídrico añadidos sea de 1:3 a 300:1 en base al peso, poner la materia orgánica en contacto con bacterias productoras de biogás, y digerir la materia orgánica en condiciones anaerobias en un reactor produciendo al mismo tiempo biogás y un lodo digerido.

Una ventaja de la presente invención es que la cantidad de biogás producida por tonelada de masa orgánica aumenta mucho debido, sorprendentemente, a la adición combinada de cobalto, hierro y ácido clorhídrico. La digestión produce, como producto final, lodo digerido. Se ha observado que la presente invención disminuye la cantidad de materia orgánica no digerida en el producto final, produciendo así un producto final que es mucho más útil como fertilizante.

Un objeto adicional de la presente invención es proporcionar un aditivo que esté adaptado para añadirse a un dispositivo para producir biogás por digestión anaerobia de materia orgánica y cuyo aditivo funciona para hacer que la digestión anaerobia sea más eficaz.

Este objeto se consigue mediante un aditivo adaptado para añadirse a un dispositivo para producir biogás por digestión anaerobia de materia orgánica, caracterizándose el aditivo porque comprende cobalto, hierro y ácido clorhídrico, siendo la proporción del cobalto con respecto al hierro de 1:80 a 1:15.000 en base al peso, siendo la proporción del hierro con respecto al ácido clorhídrico de 1:3 a 300:1 en base al peso.

Una ventaja de este aditivo es que se ha observado que proporciona un modo simple, pero eficaz de aumentar la producción de biogás de un dispositivo en el que la materia orgánica se digiere en condiciones anaerobias. El uso del aditivo disminuye el riesgo de cometer errores en el funcionamiento de la planta. Preferentemente dicho aditivo comprende cobalto, hierro y ácido clorhídrico en una solución acuosa. Una ventaja de la solución acuosa es que la solución acuosa es comparablemente fácil de manejar por los operarios y que es fácil obtener un control exacto de la dosificación del aditivo al dispositivo para producir biogás.

En el procedimiento de la presente invención se utiliza un dispositivo para producir biogás por digestión anaerobia de materia orgánica, comprendiendo dicho dispositivo un reactor que puede cerrarse herméticamente, esencialmente hermético a gases, que posee una entrada para la materia orgánica y salidas para el biogás producido y el lodo digerido formado, estando el reactor adaptado para contener la materia orgánica en forma de un lodo mientras que dicho lodo se digiere, caracterizándose el dispositivo porque adicionalmente comprende medios de alimentación para añadir cobalto, hierro y ácido clorhídrico a la materia orgánica, un agitador para mezclar con la materia orgánica el cobalto, hierro y ácido clorhídrico añadidos, un medio de muestreo para recoger al menos una muestra de lodo procedente del reactor y un analizador que analiza, en dicha muestra, la cantidad de al menos un ácido graso orgánico, del tipo que posee más de 10 átomos de carbono, comprendiendo el dispositivo adicionalmente una unidad de control que controla dicho medio de alimentación para proporcionar una cantidad apropiada de cobalto, hierro y ácido clorhídrico en respuesta a dicho análisis, en dicha muestra de lodo, de la cantidad de al menos un ácido graso orgánico del tipo que posee más de 10 átomos de carbono.

Una ventaja de este dispositivo es que es más eficaz produciendo biogás que los dispositivos conocidos. Esto significa que el dispositivo utilizado puede producir más biogás que un dispositivo conocido de tamaño comparable. Una ventaja adicional es que los costes de los productos químicos se mantienen bajos, dado que los productos químicos se sustentan mutuamente en cuanto a su efecto, proporcionando así una economía ventajosa para el funcionamiento del dispositivo. De acuerdo con una realización preferida el medio de alimentación suministra simultáneamente cobalto, hierro y ácido clorhídrico al reactor o a un tanque en el que se almacena la materia orgánica que va a introducirse en el reactor.

Otras realizaciones y ventajas de la invención serán evidentes a partir de la siguiente descripción y de las reivindicaciones adjuntas.

Breve descripción de los dibujos.

La invención se describirá ahora con más detalle con referencia a los dibujos adjuntos en los que:

La Figura 1 es una representación esquemática de un dispositivo de acuerdo con una realización.

La Figura 2 es una representación esquemática de un dispositivo de acuerdo con una realización alternativa.

La Figura 3 es una vista lateral esquemática e ilustra un dispositivo experimental.

1. Un procedimiento para producir biogás por digestión anaerobia de materia orgánica, caracterizado por la adición de cobalto, hierro y ácido clorhídrico a una materia orgánica de tal manera que la proporción entre el cobalto y el hierro añadidos sea de 1:80 a 1:15.000 en base al peso y la proporción entre el hierro y el ácido clorhídrico añadidos sea de 1:3 a 300:1 en base al peso, poner la materia orgánica en contacto con bacterias productoras de biogás, y digerir la materia orgánica en condiciones anaerobias en un reactor (6; 106) produciendo al mismo tiempo biogás y un lodo digerido.

2. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la cantidad de hierro añadida corresponde a una adicción de al menos 500 g de Fe añadidos por m3 de substrato suministrado al reactor (6; 106) .

3. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que el hierro, el cobalto y el ácido clorhídrico se añaden en forma de un aditivo que contiene hierro, cobalto y ácido clorhídrico en una solución acuosa.

4. Un procedimiento de acuerdo con una cualquiera reivindicaciones 1 a 3, en el que, regularmente, se recoge una muestra del lodo digerido del reactor (6; 106) y se analiza para determinar el contenido de al menos un ácido graso orgánico que posee más de 10 átomos de carbono y controlándose la cantidad de cobalto añadida a la materia orgánica en relación al contenido analizado en dicho ácido graso orgánico.

5. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 4, en el que la adición de cobalto se controla para proporcionar una concentración de ácido palmítico en el lodo de menos de 1.500 mg/l.

6. Un procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en el que la cantidad de ácido clorhídrico añadido corresponde a una adicción de al menos 10 g de HCl (en forma de ácido libre) añadidos por m3 de substrato suministrado al reactor (6; 106) .

7. Un aditivo adaptado para añadirse a un dispositivo de producción de biogás para la digestión anaerobia de materia orgánica, caracterizado porque dicho aditivo comprende cobalto, hierro y ácido clorhídrico, siendo la proporción del cobalto con respecto al hierro de 1:80 a 1:15.000 en base al peso, y la proporción del hierro con respecto al ácido clorhídrico de 1:3 a 300:1 en base al peso.

8. Un aditivo de acuerdo con la reivindicación 7, en el que dicho aditivo comprende cobalto, hierro y ácido clorhídrico en una solución acuosa.

9. Un aditivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 7-8, en el que el aditivo comprende hierro en una cantidad del 5 al 15 % en peso, cobalto en una cantidad del 0, 001 al 0, 050 % en peso y ácido clorhídrico en una cantidad del 0, 05 al 15 % en peso.

10. Un aditivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 7-9, adaptándose el aditivo para añadirse a un dispositivo en el que al menos el 60 %, preferentemente al menos el 90 %, de los sólidos volátiles, es decir al menos el 60 %, preferentemente al menos el 90 %, de los g de sólidos volátiles proporcionados al día, suministrados al dispositivo, es materia verde, conteniendo el aditivo hierro en una cantidad del 5 a 12 % en peso y cobalto en una cantidad del 0, 002 al 0, 010 % en peso.

11. Un aditivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 7-9, adaptándose el aditivo para añadirse a un dispositivo en el que al menos el 20 % de los g de sólidos volátiles, es decir al menos el 20 % de los g de sólidos volátiles proporcionados al día, suministrados al dispositivo, es de origen animal, conteniendo el aditivo hierro en una cantidad del 8 al 15 % en peso y cobalto en una cantidad del 0, 002 al 0, 050 % en peso.

12. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende adicionalmente el uso de un dispositivo para producir biogás por digestión anaerobia de materia orgánica, comprendido dicho dispositivo un reactor que puede cerrarse herméticamente, esencialmente hermético a gases (6; 106) que posee una entrada (14; 114) para la materia orgánica y salidas (16, 18; 116, 118) para el biogás producido y el lodo digerido formado, adaptándose el reactor (6; 106) para contener la materia orgánica en forma de un lodo mientras que dicho lodo se digiere, en el que el dispositivo (1; 101) comprende adicionalmente un medio de alimentación (30; 130, 131) que se utiliza para la adición de cobalto, hierro y ácido clorhídrico a la materia orgánica, un agitador (15; 115; 44) que se utiliza para mezclar, con la materia orgánica, el cobalto, el hierro y el ácido clorhídrico añadidos, un medio de muestreo (20; 120) que se utiliza para recoger al menos una muestra de lodo procedente del reactor (6; 106) y un analizador (26; 126) que se utiliza para analizar, en dicha muestra de lodo, la cantidad de al menos un ácido graso orgánico saturado, del tipo que posee más de 10 átomos de carbono, comprendiendo el dispositivo (1; 101) adicionalmente una unidad de control (28; 128) que se utiliza para controlar dicho medio de alimentación (30; 130, 131) para suministrar, en dicha muestra de lodo, una cantidad apropiada de cobalto, hierro y ácido clorhídrico en respuesta a dicho análisis de la cantidad de al menos un ácido graso orgánico saturado del tipo que posee más de 10 átomos de carbono.