Procedimiento de explotación de una instalación de biometanización de residuos sólidos orgánicos e instalación para llevarlo a cabo.

Procedimiento para operación de una instalación de biometanización de residuos sólidos orgánicos e instalación para llevarlo a cabo.

El procedimiento consta de una etapa de fermentación anaerobiade una carga de pasta orgánica; una etapa de separación para obtener una fracción líquida o lixiviado (FL) y una fracción sólida(FS); una etapa de realimentación de parte de fracción líquida (PFL); estando previstas además una etapa de almacenamiento y fermentación de la fracción líquida (RFL) restante; una etapa de filtrado del líquido residual de la etapa de fermentación para tratamiento físico-químico para obtener abono líquido; una etapa de trituración de la fracción sólida (FS) para tratarla para su empleo como enmienda orgánica y/o como materia prima para piensos orgánicos; una etapa de secado de la fracción sólida (FS) separada paraneutralización mediante calor de la flora bacteriana presente endicha fracción sólida.

Procedimiento de explotación de una instalación de biometanización de residuos sólidos orgánicos e instalación para llevarlo a cabo Alcance y técnica anterior

La invención se puede aplicar a la gestión de residuos sólidos urbanos (RSU) , incluida la producción de biogás, procedimiento comúnmente conocido en la técnica como biometanización.

Durante la descomposición de sustancias orgánicas se genera gas, y dicho gas se puede usar como fuente de energía alternativa. Atendiendo a su origen, este gas se conoce comúnmente como biogás. uno de los componentes más importantes del biogás es el metano, generado a partir de la putrefacción y descomposición en condiciones anaeróbicas de fracciones orgánicas de origen animal y vegetal.

De acuerdo con el actual estado de la técnica, tal como se refleja, por ejemplo, en el documento US2008/0020456A1, uno de los procedimientos más conocidos es el del procesamiento de residuos sólidos urbanos usando biorreactores de fermentación anaeróbica, y dicha fermentación se lleva a cabo por medio de bacterias metanógenas. Tras la fermentación, la pulpa orgánica, conocida comúnmente como «suspensión digerida», se somete a un procedimiento de centrifugado para obtener una fracción líquida, que se desecha, y una fracción sólida, que se deposita sobre unos lechos de compostaje para su fermentación aeróbica y su posterior transformación en enmiendas de suelo orgánicas o «compost», que se pueden usar como fertilizante y/o en la industria forestal (abono forestal) . Sin embargo, esto conlleva un riesgo de explosión, ya que dicha fracción sólida obtenida en el biorreactor mediante el centrifugado continúa sometida a la fermentación anaeróbica debido a las bacterias anaeróbicas que siguen estando presentes. No obstante, experimenta un estado anaeróbico cuando es transportada en cintas no impermeables desde el biorreactor hasta la centrífuga y desde esta hasta los lechos de compostaje. De este modo, la fracción sólida captura oxígeno gradualmente y puede alcanzar un estado de retención en la cinta transportadora con un contenido de oxígeno que oscile aproximadamente entre el 6% y el 8%, así como metano (grisú) . En determinadas condiciones, esta mezcla gaseosa puede entrañar un peligro de explosión.

Además, el documento ES 2261048 A1 desvela un procedimiento y un reactor para el tratamiento de fermentación de lixiviados procedentes de vertederos y plantas de procesamiento de residuos sólidos urbanos y el uso del líquido obtenido como fertilizante para plantas. El líquido obtenido a partir de la lixiviación de residuos sólidos urbanos con una DQO (demanda química de oxígeno) se somete a fermentación con microorganismos para reducir los niveles de DQO hasta el 50% del nivel inicial. Otra posibilidad para el tratamiento de fermentación consiste en inocular bacterias metanógenas. Estas bacterias se seleccionan entre un grupo formado por Methanobacterium, Methanobrevibacter, Methanospirillum y Methanosarcina o una mezcla de ellas, para poder obtener metano (CH4) a partir de la fermentación de los lixiviados mencionados anteriormente, como producto intermedio, y poder usar los lixiviados fermentados restantes como fertilizante líquido.

Además, el documento ES 2117593 A1 describe un procedimiento para obtener una sustancia alimenticia a partir del compost resultante del procesamiento de residuos sólidos urbanos y/o residuos orgánicos, así como el uso de la sustancia alimenticia así obtenida. En este caso, el compost resultante se somete a una etapa de análisis bacteriológico cuantitativo y cualitativo en relación con los elementos contaminantes y/o acumulativos y/o compuestos que se eliminan durante una segunda etapa, por medio de operaciones físicas y químicas, hasta que se obtienen los valores máximos preestablecidos; a continuación, el producto se somete a una serie de etapas de procesamiento, concretamente la deshidratación o secado, molienda y/o tamizado y liofilización o esterilización (5) para obtener una sustancia alimenticia básica que, opcionalmente, se pueda enriquecer y/o usar para producir una sustancia alimenticia completa.

Objeto de la invención Partiendo de la base del estado de la técnica descrito anteriormente, uno de los objetos de la invención consiste en desarrollar un procedimiento para la poner en funcionamiento, sin riesgo de explosiones, una planta para la gestión de residuos sólidos urbanos empleados para generar biogás y para obtener una fracción sólida que se pueda usar como enmienda orgánica o como base para productos alimentarios para animales, y una fracción líquida que se puede usar para generar biogás mediante una nueva fermentación anaeróbica, tras la cual se usan los restos líquidos finales como fertilizante líquido.

Este objeto se logra por medio de las características de la reivindicación 1. A partir de las características que se muestran en las reivindicaciones dependientes del procedimiento, se pondrán de manifiesto otras ventajas.

Otro objeto más de la invención consiste en una planta para llevar a cabo el procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 4 y 5.

De acuerdo con la invención, dicho procedimiento comprende:

- una etapa de fermentación anaeróbica de la pulpa orgánica obtenida a partir de residuos sólidos urbanos, con la ayuda de bacterias anaerobias;

- una etapa de separación para obtener una fracción líquida o lixiviado además de una fracción sólida de los residuos, obtenidas a partir de la suspensión digerida o la pulpa orgánica fermentada;

- una etapa de realimentación para realimentar la etapa de fermentación con parte de la fracción líquida como inóculo de bacterias anaerobias.

Dicho procedimiento se caracteriza porque además se han previsto las siguientes etapas:

- una etapa de fermentación de la fracción líquida restante por medio de bacterias metanógenas, para obtener metano;

- una etapa de filtrado de líquido residual de la etapa de fermentación para su posterior tratamiento físico y químico y el consiguiente uso de dicho líquido como fertilizante líquido;

- una etapa de secado de la fracción sólida obtenida tras la etapa de separación, con el fin de neutralizar la flora bacteriana presente en dicha fracción sólida mediante la aplicación de calor; y

- una etapa de molienda de la fracción sólida que, cuando se procesa convenientemente, se puede usar como enmienda orgánica de suelo y/o como materia prima para sustancias alimenticias orgánicas.

De acuerdo con otra característica de la invención, la etapa de secado se lleva a cabo a una temperatura de 65 ºC o más.

De acuerdo con la invención, puede resultar ventajoso llevar a cabo una etapa de inertización de la fracción sólida con N2.

Además, la planta de acuerdo con la invención comprende:

- un biorreactor alimentado con una carga de pulpa orgánica obtenida a partir de residuos sólidos urbanos, para fermentar dicha pulpa con la ayuda de bacterias anaerobias;

- un separador centrífugo alimentado con la suspensión digerida o pulpa orgánica obtenida en el biorreactor, para conseguir una fracción líquida o lixiviado y una fracción sólida a partir de los restos;

- un circuito de retorno para realimentar el biorreactor con parte de la fracción líquida como inóculo de bacterias metanógenas;

- tanques de almacenamiento para el resto de dicha fracción líquida;

- tanques de fermentación, por medio de bacterias metanógenas, para obtener metano a partir de la fracción líquida restante en los tanques de almacenamiento;

- un filtro para el filtrado del líquido residual de los tanques de fermentación y su posterior tratamiento físico y químico, para usar dicho líquido como fertilizante químico;

- un horno o equipo de secado para secar la fracción sólida obtenida en el separador centrífugo para neutralizar mediante calor la flora bacteriana presente en dicha fracción sólida; y

- un molino para la molienda de la fracción sólida ya seca que, tras un procesamiento adecuado, se puede usar como enmienda orgánica y/o materia prima para sustancias alimenticias orgánicas; y

- si fuera necesario, un dispositivo de inertización para neutralizar la fracción sólida por medio de N2; y

- si fuera necesario, un gasómetro para el almacenamiento y posterior uso del gas obtenido mediante la fermentación de la fracción líquida restante obtenida en los tanques de fermentación.

De acuerdo con la invención, la planta comprende ventajosamente un dispositivo generador de energía alimentado con el biogás contenido en el gasómetro, para suministrar energía para el... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para obtener una planta para la conversión de residuos sólidos urbanos en biometano, que comprende:

- una etapa de fermentación anaeróbica de la pulpa orgánica obtenida a partir de residuos sólidos urbanos, con la ayuda de bacterias anaerobias;

- una etapa de separación para obtener una fracción líquida o lixiviado (FL) además de una fracción sólida (FS) de los residuos, obtenidas a partir de la suspensión digerida o la pulpa orgánica fermentada;

- una etapa de realimentación para realimentar la etapa de fermentación con parte de la fracción líquida como inóculo de bacterias anaerobias;

dicho procedimiento se caracteriza porque además se han previsto las siguientes etapas:

- una etapa de almacenamiento y fermentación de la fracción líquida restante (FLR) por medio de bacterias metanógenas, para obtener metano;

- una etapa de filtrado del líquido residual de la etapa de fermentación para su posterior tratamiento físico y químico y el consiguiente uso de dicho líquido como fertilizante líquido;

- una etapa de molienda de la fracción sólida (FS) que, cuando se procesa convenientemente, se puede usar como enmienda orgánica de suelo y/o como materia prima para sustancias alimenticias orgánicas;

- una etapa de secado de la fracción sólida (FS) obtenida tras la etapa de separación, con el fin de neutralizar la flora bacteriana presente en dicha fracción sólida mediante la aplicación de calor.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la etapa de secado se lleva a cabo a una temperatura de 65 ºC o más.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque también se prevé llevar a cabo una etapa de inertización de la fracción sólida (FS) con N2.

4. Planta para llevar a cabo el procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 3, donde dicha planta (1) comprende:

- un biorreactor (2) alimentado con una carga de pulpa orgánica obtenida a partir de residuos sólidos urbanos, para fermentar dicha pulpa con la ayuda de bacterias metanógenas;

- un separador centrífugo (3) alimentado con la suspensión digerida o pulpa orgánica obtenida en el biorreactor, para conseguir una fracción líquida o lixiviado (LF) y una fracción sólida (FS) a partir de los restos;

- un circuito de retorno (4) para realimentar el biorreactor con parte de la fracción líquida (PFL) como inóculo de bacterias metanógenas;

caracterizada porque dicha planta comprende además:

- tanques de almacenamiento (5) para el resto de dicha fracción líquida (RFL) ;

- tanques de fermentación (6) , por medio de bacterias metanógenas, para obtener metano a partir de la fracción líquida restante en los tanques de almacenamiento;

- filtros (7) para el filtrado del líquido residual contenido en los tanques de fermentación y su posterior tratamiento físico y químico, para usar dicho líquido como fertilizante químico;

- un tanque (8) para almacenar el líquido residual filtrado;

- un horno (9) para secar la fracción sólida (FS) obtenida en el separador centrífugo para neutralizar la flora bacteriana presente en dicha fracción sólida mediante calor; y

- un molino (10) para la molienda de la fracción sólida ya seca (FSS) que, tras el procesamiento adecuado, se puede usar como enmienda orgánica de suelos y/o materia prima para sustancias alimenticias orgánicas; y

- si fuera necesario, un dispositivo de inertización (12) para neutralizar la fracción sólida (FS) por medio de N2; y

- si fuera necesario, un gasómetro (13) para el almacenamiento y posterior uso del gas obtenido mediante la fermentación de la fracción líquida restante obtenida en los tanques de fermentación (6) .

5. Planta de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizada porque además se ha previsto un dispositivo generador de energía (14) alimentado con el biogás contenido en el gasómetro, para suministrar energía calorífica para el horno (9) usado con la fracción sólida.